Как рассчитать сопротивление для светодиодов: Расчёт резистора для светодиода | Онлайн калькулятор

Рассмотрим наглядно какой резистор нужен для светодиода КИПД06А-1К при напряжении источника питания 220 В. Из соответствующих справочников выясняем, что номинальный ток (I _св) для данного источника света составляет 25 мА, а падение напряжения (U _св) при этом равно 5,5 В.

Используя вышеприведенную формулу можем рассчитать сопротивление резистора (R) для обеспечения нормальной работы данного светодиода.

R = 220-5,5/0,025 = 8580 Ом = 8,58 кОм.

Далее, после получения необходимой величины сопротивления в омах, переходим к непосредственно к подбору резистора для светодиода соответствующей марки. Возвращаясь к параллельному соединению светодиодов нужно уточнить, что оно возможно, если в дополнение к каждому источнику света будет идти собственный токоограничивающий резистор.

Подбор токоограничивающего резистора для светодиода

После того как необходимое сопротивление резистора было вычислено, необходимо определиться с выбором соответствующей детали. Здесь могут возникнуть некоторые сложности. Дело в том, что не всегда можно подобрать резистор для светодиода, полностью соответствующий по вычисленным параметрам.

Проблема решается двумя способами:

Первый способ.

Необходимо подобрать резистор для светодиода, сопротивление которого будет выше необходимого. При этом не стоит сильно завышать этот параметр. Дело в том, что при увеличении сопротивления, будет теряться световая мощность источника, т.е. он будет менее ярким, но при этом прослужит значительно дольше. Оптимальным является превышение необходимого значение в пределах 20-30%.

Второй способ.

Второй способ основан на законе Ома, согласно которому при последовательном соединении резисторов их собственное сопротивление суммируется. Таким образом, при невозможности подбора для светодиода токоограничивающего резистора сопротивлением 8,58 кОм (как в нашем случае), можно взять несколько деталей с необходимыми параметрами. Это в принципе является оптимальным вариантом, вследствие более точного результата. Естественно ограничением будет являться сама возможность установки нескольких резисторов в электрической цепи.

Также при подборе резистора необходимо обращать внимание на его мощность. Это обусловлено тем, что при работе выделяется тепло и при недостаточной мощности данная деталь может просто перегореть. Это в свою очередь приведет к разрыву цепи и отключению светодиодных источников света.

КАК ПОДКЛЮЧИТЬ СВЕТОДИОД

Светодиоды (LED — англ. Light-emitting diode, светящиеся диоды) используются во многих электронных проектах. Но не все могут правильно подключить или выбрать резистор для светодиода, и тогда его можно вывести из строя за доли секунды. Давайте разберёмся в этом и узнаем как всё делается.

Вначале стоит напомнить, что резистор обязательно должен сопровождать светодиод. Независимо от того, подключаете ли вы его к батарейке, Arduino или к чему-то еще, резистор необходим всегда, потому что светоизлучающий диод управляется током! Срок службы питаемого светодиода без резистора невелик, даже если поначалу он вроде бы светится.

Всё потому что LED элементы хотят потреблять как можно больше электроэнергии. Пока не начнет нагреваться, что приведет к перегреву и повреждению его структуры. Следовательно, необходим своеобразный предохранитель в виде резистора, который будет ограничивать количество тока, потребляемого светодиодом.

Какой ток светодиода

По принципу действия светодиоды очень похожи на обычные выпрямительные диоды. Только конструктивное исполнение другое. И первое существенное отличие — это полупроводниковый материал. В случае выпрямительных диодов это чаще кремний. Светодиоды же изготавливаются из разных полупроводников, в зависимости от цвета которым они светятся. Материал определяет прямое напряжение, то есть напряжение, которое прикладывается к светодиоду при прохождении прямого тока через него.

Прямое напряжение — напряжение, равное или превышающее то, при котором ток (прямой ток) начинает течь через диод, и он начинает светиться.

Прямое напряжение и прямой ток

Каждый диод имеет разное прямое напряжение, что важно при выборе ограничительного резистора.

Прямое напряжение зависит от таких факторов, как:

1. температура окружающей среды,
2. величина протекающего тока (чем она выше, тем большее напряжение прикладывается к диоду),
3. используемого производителем полупроводникового материала.

Какой ток может течь через светодиод

Популярные в продаже светодиоды обычно работают с максимальным постоянным током 20-30 мА. Более подробную информацию по этому вопросу можно найти в документации (даташиту) к конкретному LED. Но чаще всего на этих элементах нет маркировки типа и производителя.

К счастью, производимые в настоящее время светодиоды ярко светят даже при гораздо меньшем токе (от 1–3 мА), поэтому нет необходимости подавать на них максимальный ток.

Запитывать типичные 3-5 мм светодиоды (с цветной линзой) током более 10 мА не имеет смысла. Интенсивность их свечения всё-равно существенно не увеличится! Чем больше ток протекает через светодиод (в пределах безопасного диапазона), тем ярче он будет светить. Но во многих случаях разница в яркости не будет иметь большого значения.

Какое напряжение идёт на диод

Производители указывают номинальное прямое напряжение. Это значение будет различным для каждого типа светодиода. Но не нужно каждый раз проверять значения в документации. Достаточно использовать примерную таблицу, содержащую безопасные диапазоны напряжения:

Прямое напряжение LED в зависимости от цвета

Приведенная таблица содержит значения, которые были записаны из даташитов наиболее популярных производителей светодиодов. Конечно есть исключения, например сверх-яркие или мощные светодиоды. Но в случае с обычными, можно смело пользоваться этой таблицей.

А это ещё одна, аналогичная.

Так почему важно контролировать именно ток, протекающий через диод? Правильно задать работу светодиода, задав на нем определенное напряжение, практически невозможно. Придется следить за изменениями температуры и структурными изменениями, что непросто. Поэтому используется постоянный ток.

В общем когда пропускаем через LED ток желаемой интенсивности (например 20 мА), то прямое напряжение на нем устанавливается само. 

Как выбрать резистор для LED

Всё что нужно для питания светодиода, — это источник питания и токоограничивающий элемент, то есть резистор. Предположим, что есть батарея на 9 В и красный светодиод, через который должно протекать 7 мА, или по грамотному говоря 0,007 Ампера. Схема подключения с обозначением напряжения LED и резистора показана далее.

Простейшее светодиодное соединение

Ток течет от «+» клеммы батареи, проходит через резистор, светодиод, а затем возвращается обратно к источнику питания. Подключение резистора последовательно со светодиодом необходимо, чтобы не повредить его протекающим слишком большим током. Можно сказать, что резистор действует как ограничитель тока.

По правилам электроники, напряжение от аккумулятора будет распределяться между резистором и светодиодом:

Нам известен ток протекающий в этой цепи (7 мА), поэтому будем использовать закон Ома:

Приведенная формула позволяет рассчитать номинал резистора, через который следует запитать светодиод.

Какое прямое напряжение на диоде? Известно допустим, что он светится красным цветом, маркировки на нем естественно нет. Значит промежуточное значение из таблицы, которое составляет 1,9 В, будет подходящим.

Расчетное значение резистора:

R = (9 В — 1,9 В) / 0,007 А = 1014 Ом

Сразу замечу, что такого резистора мы не найдем в продаже. Все исходит из определенного стандарта, по которому производятся элементы. Тогда будем использовать ближайший по номиналу доступный резистор в 1000 Ом, то есть 1 кОм.

Таблица номиналов резисторов

Будет ли это иметь большое влияние на источник питания светодиодов? Давайте проверим, рассчитав ток, протекающий через светодиод, предполагая что знаем напряжение питания, напряжение приложенное к диоду, и точное значение резистора используя преобразованный закон Ома:

• I max1 = (9 В — 1,9 В) / 1014 Ом = 7,0019 мА
• I max2 = (9 В — 1,9 В) / 1000 Ом = 7,1 мА

Разница настолько мала (0,09 мА), что не о чем беспокоиться!

На самом деле мы даже не знаем точно, какое прямое напряжение на светодиоде. Так давайте проверим, как этот параметр повлияет на ток, протекающий через LED. Предположим, что сопротивление резистора равно 1000 Ом, а напряжение батареи 9 В. Вместо прямого напряжения диода подставим в формулу крайние значения из таблицы.

• I макс = (9 В — 1,6 В) / 1000 Ом = 0,0074 А = 7,4 мА
• I мин = (9 В — 2,2 В) / 1000 Ом = 0,0068 А = 6,8 мА

Отклонение от запланированных 7 мА не может превышать 0,4 мА, т.е. всего 6%. Это подтверждает, что нет смысла использовать очень точные данные о прямом напряжении на диоде для расчетов — любое отклонение в любом случае будет минимальным.

Напряжение питания не должно быть слишком низким. Теперь проверим что будет, если запитать тот же красный диод от источника напряжением 2,5 В. Для начала нужно рассчитать резистор. Предположим светодиод U = 1,9 В.

R = (2,5 В — 1,9 В) / 0,007 А = 85 Ом

В этом случае понадобится резистор на 85 Ом, конечно такое значение нигде не найдём. Но оставим это для дальнейших расчетов. Теперь оценим диапазон, в котором будет находиться прямой ток, если прямое напряжение диода достигнет экстремальных значений:

• I макс = (2,5 В — 1,6 В) / 85 Ом = 10,5 мА
• I мин = (2,5 В — 2,2 В) / 85 Ом = 3,5 мА

Здесь отклонение может составить 3,5 мА от принятого значения 7 мА, то есть до 50%! Ну и чем вызваны эти несоответствия? Изменилось только напряжение питания: оно уменьшилось с 9 В до 2,5 В. Это и привело к снижению напряжения на резисторе. Затем небольшие колебания прямого напряжения вызывали резкое изменение тока диода.

Поэтому по возможности на токоограничивающем резисторе должно падать максимально возможное напряжение. Это положительно скажется на стабилизации прямого тока диода.

Имейте ввиду, что чем больше напряжения подается на резистор, тем больше энергии потребляемой источником питания теряется. Особенно позаботимся об экономии энергии при работе от батарей. Так что всегда должен быть разумный компромисс.

Допуск точности резисторов

Каждый изготовленный радиоэлемент отличается определенной точностью исполнения, называемой допуском. Чем меньше допуск, выраженный в процентах, тем лучше. Фактическое сопротивление резистора может тогда отличаться меньше от номинального сопротивления, указанного на корпусе. Допуск можно прочитать на корпусе резистора, информация об этом закодирована в виде цвета последней полоски:

На практике, два резистора номиналом 1 кОм при измерении омметром вообще не будут равны 1000 Ом!

После расчета резистора нужно посмотреть в таблицу стандартов номиналов и найти значение, наиболее близкое к искомому. Безопаснее всего выбирать значение выше расчетного.

Вернемся к примеру, где нужно запитать красный светодиод от источника питания 2,5 В. Расчеты показали, что нужен резистор 85 Ом. Меньший резистор 82 Ом будет ближайшим в стандарте. Проверим, можно ли его безопасно использовать:

• I макс = (2,5 В — 1,6 В) / 82 Ом = 10,9 мА
• I мин = (2,5 В — 2,2 В) / 82 Ом = 3,6 мА

Даже в худшем случае максимальный ток будет далеко от предельного (20-30 мА), поэтому легко можете использовать этот радиоэлемент с меньшим сопротивлением.

Как питать несколько светодиодов

Предположим, есть 4 светодиода для подключения. Первый и самый простой вариант, — подключить каждый из них через отдельный резистор:

Независимое питание каждого светодиода

С точки зрения стабилизации рабочих параметров диодов это лучший подход: каждый из них запитан отдельно и не влияет на остальные. Проблемы с одним не повлияют на остальных. К сожалению, такой способ питания связан с большими потерями энергии. Вот пример питания 4-х красных светодиодов — каждый из них подключен через отдельный резистор 330 Ом. При таком подключении на каждый резистор подается напряжение, необходимое для правильного питания одного светодиода. С каждым последующим LED и его резистором потребление тока всей схемы соответственно увеличивается/

Параллельное соединение светодиодов

Светодиоды имеют две ножки, поэтому их можно успешно подключать параллельно или последовательно. Если бы все диоды были соединены параллельно, схема выглядела бы так:

Но это недопустимое решение!

Каждый светодиод имеет прямое напряжение, которое может незначительно отличаться от одного светодиода к другому — даже в пределах одной и той же серии. Ток для всех 4 LED течет от резистора и распределяется между диодами. В этом случае на светодиодах будет выставлено одно напряжение, потому что они включены параллельно. Сколько это будет? Неизвестно.

Ведь может оказаться, что на одном светодиоде прямое напряжение будет намного ниже, чем на остальных. Тогда почти весь ток, пропускаемый резистором, будет проходить именно через него. Светодиоды станут светить неравномерно, и со временем могут быть повреждены.

Так что стоит помнить: подключение нескольких светодиодов параллельно с использованием одного резистора недопустимо, потому что нет контроля над током, протекающим через каждый из диодов!

Что еще хуже, когда один из светодиодов выходит из строя и перестает светить, его ток будет распространяться на другие диоды. Таким образом, вместо 4 светодиодов, через которые протекает, например 10 мА (всего 40 мА), в схеме будет уже 3 светодиода, через которые протекает ~ 13 мА (ведь всего 40 мА). А если сразу 3 LED повреждены, весь ток (40 мА) будет проходить через последний, что приведет к его гарантированному повреждению!

Если светодиоды не идентичны, одни светятся ярче, другие — темнее. Этот эффект особенно заметен, когда берем светодиоды разного цвета.

Последовательное соединение светодиодов

Один и тот же по величине ток всегда течет через последовательно соединенные компоненты.

Питание светодиодов, соединенных последовательно

При таком подключении получим такой ток, как если бы питали только один светодиод. А вот количество энергии, затрачиваемой на резистор, будет уменьшено, потому что падение напряжения на светодиодах будет большим.

Но напряжение, подаваемое на резистор — уменьшилось. Из 9 В, обеспечиваемых батареей, около 8 В должны быть выделены на диоды, включенные последовательно. Как мы знаем, меньший ток, подаваемый на резистор, ухудшит стабильность тока светодиода. Посчитаем насколько. Сначала выберем соответствующий токоограничивающий резистор для этих LED элементов. Предположим, надо чтобы в цепи протекало только около 4 мА.

R = (9 В — 4,19 В) / 0,004 А = 350 Ом

Расчетный резистор лучше всего округлить до ближайшего стандартного из серии — 330 Ом. Теперь оценим, какой ток будет протекать в наихудших возможных условиях, то есть когда прямое напряжение всех LED будет самым низким и самым высоким:

• I макс = (9 В — 4 · 1,6 В) / 330 Ом = ~ 8 мА
• I мин = (9 В — 4 · 2,2 В) / 330 Ом = ~ 1 мА

Всегда полезно проводить такой анализ наихудшего случая. Благодаря этому можно проверить, будет ли схема работать должным образом во всех возможных условиях.

Расчеты показали, что в зависимости от прямого напряжения на светодиоде ток, протекающий по цепи, может изменяться в широких пределах (1-8 мА). Конечно таких значений достаточно, чтобы светодиоды нормально светились. Но гораздо безопаснее будет их комбинировать следующим образом:

Питание светодиодов соединенных параллельно и последовательно

Давайте подсчитаем, насколько ток может колебаться в каждой ветви приведенной схемы. Предположим, что используем красные светодиоды и резисторы 330 Ом.

Что если подключим последовательно 4 белых светодиода с прямым напряжением 3 В? Это дает в сумме 4 х 3 В = 12 В, что выше чем напряжение источника питания (9 В). Значит такое соединение невозможно. Потребовалось бы найти источник питания с более высоким напряжением или подключить светодиоды в другой конфигурации.

Многие новички в электронике задаются вопросом, можно ли поменять местами компоненты в ряду — например разместить резистор позади светодиода, а не перед ним. Они опасаются что такая замена может повредить компоненты. Так что должно быть первым: светодиод или резистор? Важен ли порядок последовательного подключения?

На самом деле одинаковый ток протекает через последовательно соединенные компоненты. Так что никакой разницы в работе вышеперечисленных схем не будет. Элементы соединенные последовательно, можно перемещать между собой любым способом. Ток, протекающий через такую ??схему, будет одинаковым! Единственное условие — соблюдать полярность таких элементов как диоды, электролитические конденсаторы и так далее.

Простые примеры расчётов

1) Рассчитаем резистор, которым хотим запитать один зеленый светодиод от батареи 9 В. Диод предполагается использовать как сигнализатор, поэтому достаточно, чтобы он светился несильно.

• U пит = 9 В
• U диода = 2,85 В
• I диода = 2 мА

Идеальное значение резистора: (9 — 2,85) / 0,002 = 3075 Ом. Соответствующий резистор по стандарту: 3 кОм.

2) Рассчитаем резисторы, которыми хотим запитать два желтых светодиода, соединенных последовательно. Источник — блок питания 6 В. Светодиоды должны светиться достаточно ярко.

• U пит = 6 В
• U диода = 2,15 В, итого 2 х 2,15 = 4,3 В
• I диода = 7 мА

Идеальное значение резистора: (6 — 4,3) / 0,007 = 242 Ом. Соответствующий резистор: 240 Ом.

Источник питания для схемы

В приведенных рассуждениях специально упущен тот факт, что источник питания является еще одним ограничением. Имейте в виду, что батарейки вообще не обеспечивают стабильного напряжения. Не всегда на выходе батареи Крона мы получим 9 В. Может быть больше у свежей, а может быть меньше у подсевшей. Этот параметр также необходимо учитывать при подробных расчетах.

Выше для наглядности таблица с параметрами напряжения на свинцовой батарее при разной степени разряда.

Подведём итоги

Правильный выбор резистора — дело несложное, всего несколько простых формул и вольт-амперных зависимостей. Помните, что расчеты никогда не покажут идеальное значение, которое обычно недостижимо. Следовательно их результаты необходимо корректировать в зависимости от того, что есть в распоряжении по деталям. Главное, ни в коем случае не подключать светодиод без резистора!

И в дополнение несколько практических материалов о работе со светодиодами:

   Форум по LED

   Форум по обсуждению материала КАК ПОДКЛЮЧИТЬ СВЕТОДИОД

Что произойдет, если не использовать резистор со светодиодом? Важное руководство по светодиодам — ​​Siytek

Допускается использование светодиода без резистора, но необходимо использовать некоторый метод ограничения тока, чтобы предотвратить разрушение устройства. Несоблюдение ограничения тока может привести к перегоранию устройства, преждевременному выходу из строя или даже взрыву.

Я определенно взорвал несколько светодиодов в мои молодые и более неопытные годы, в результате чего часть корпуса поразительно разлетелась по комнате!

Во многих приложениях самый простой способ регулировать ток через светодиод — это использовать резистор, хотя существуют более сложные методы, такие как использование драйвера постоянного тока.

В этом уроке мы рассмотрим , почему необходимо ограничить ток, протекающий через светодиод, и как мы можем выбрать правильный резистор, чтобы ваш проект не превратился в дым.

Что такое светодиод?

Если вы еще не знали, светодиод обозначает светоизлучающий диод . Это полупроводниковое устройство, которое может превращать электрический ток в свет.

Использование различных полупроводниковых материалов позволяет изготавливать светодиоды разных цветов.Однако до середины 90-х светодиоды имели ограниченный диапазон цветов, таких как красный, зеленый и желтый. В частности, было невозможно произвести синий цвет.

Развитие светодиодной технологии и внедрение новых материалов в производственный процесс расширили диапазон доступных цветов. Одним из величайших достижений в светодиодной технологии стало введение нитрида индия-галлия.

Это позволило производить синие светодиоды, дополняющие диапазон доступных основных цветов: красный, зеленый и синий.Тогда стало возможно производить светодиоды RGB, которые могут воспроизводить весь цветовой спектр. Это открыло множество приложений, с которыми мы уже познакомились.

Вслед за этой разработкой последовали улучшения в яркости, а также в использовании белого светодиода. Как только технология зашла так далеко, светодиодные лампы стали реальностью, и вместо лампы накаливания было установлено светодиодное освещение.

Сейчас доступен широкий спектр различных типов светодиодов, содержащих различные типы материалов.Поскольку в них используются разные материалы, некоторые электрические характеристики отличаются.

Важно понимать основные характеристики, чтобы рассчитать номинал токоограничивающего резистора и разработать схему, которая будет правильно питать ваш светодиод.

Характеристики светодиода

Светодиод — это красивый простой компонент, требующий минимальных знаний в области электроники для использования, и в то же время дает впечатляющие конечные результаты для самых простых проектов в области электроники.

Одноцветный вариант имеет только два контакта и для работы требуется только один другой компонент, токоограничивающий резистор. Он также выглядит круто, потому что … это светодиод!

Каждый светодиод имеет два контакта: положительный вывод анода и отрицательный вывод катода. Поскольку светодиод представляет собой диод , полярность должна быть правильной для протекания тока. Схематический символ светодиода из Википедии

Есть три основных момента, которые нам необходимо понять, чтобы рассчитать размер резистора ограничения тока.

1. Закон Ома
2. Закон Ватта
3. Прямое напряжение и ток

Как только мы поймем эти принципы и сможем рассчитать размер нашего ограничивающего резистора, мы сможем понять , почему необходимо использовать резистор (предполагая, что простая схема, в которой не используется драйвер постоянного тока).

Закон Ома

Закон Ома, вероятно, является наиболее фундаментальным принципом в электронике. Он описывает соотношение между напряжением, током и сопротивлением.

Если вы новичок в электронике, иногда бывает трудно представить себе, что именно происходит «внутри проводов», но этот хорошо известный рисунок в карикатуре прекрасно резюмирует это.

Мы можем описать этот принцип в основных математических терминах, напряжение равно току, умноженному на сопротивление.

 напряжение (В) = ток (I) x сопротивление (R) 

В случае нашей светодиодной схемы мы можем использовать Ом для расчета значения нашего ограничивающего резистора, используя известные значения напряжения и тока.

Закон Ватта

Закон Ватта описывает взаимосвязь между мощностью, напряжением и током. Это измерение количества энергии, используемой с течением времени.

 1 Ватт = 1 Джоуль в секунду 

Простыми математическими терминами мы можем сказать, что мощность равна напряжению, умноженному на ток.

 мощность (Вт) = напряжение (В) x ток (I) 

Обратите внимание, что можно заменить закон Ома на закон Ватта. Вы заметите, что оба закона имеют ток (I) и напряжение (V).Например, вы можете заменить напряжение в законе Ватта на ток, умноженный на сопротивление из закона Ома, так как ток, умноженный на сопротивление, равняется напряжению .

 В = I x R
P = I x  V  

, следовательно,

 P = I x  (I x R)  

В случае нашей светодиодной схемы нам нужно использовать закон Ватта для расчета мощности, рассеиваемой резистором.

Когда ток течет через резистор, мощность рассеивается в виде тепла, поэтому мы должны убедиться, что наш резистор способен рассеивать достаточно большое количество энергии в виде тепла, не разрушаясь и не становясь чрезмерно горячим.

Прямое напряжение и ток

Прямое напряжение и прямой ток светодиода — это два свойства, которые нам нужны для расчета необходимого сопротивления.

При подаче напряжения на светодиод, часть напряжения «теряется» из-за характеристик светодиода. Мы называем это падение напряжения , и величина падения напряжения зависит от материалов, используемых в его конструкции, и, следовательно, от цвета. Это напряжение известно как прямое напряжение и обозначается как Vf .

Прямой ток — это значение, используемое для описания величины тока, который мы должны подавать на светодиод, чтобы он светился с оптимальной яркостью. Мы должны ограничить ток, протекающий через него, с помощью внешнего компонента, в нашем случае токоограничивающего резистора.

Оба эти значения приведены в таблице данных, техническом документе, обычно поставляемом со всеми компонентами, которые разработчик схем может использовать для получения технических деталей, необходимых для разработки схемы с использованием конкретного компонента.

В нашем примере мы будем использовать стандартный красный светодиод. Как показано в следующей таблице данных, мы видим, что он имеет прямое напряжение 2,1 вольт и прямой ток 25 мА (то же самое, что 0,025 ампер). Эти значения довольно распространены для стандартного красного светодиода.

Рассчитайте сопротивление

Из таблицы данных мы знаем, что прямой ток должен составлять 25 мА, и мы будем использовать его в качестве желаемого значения сопротивления в уравнении закона Ома. Однако прямое напряжение не дает нам необходимого значения для значения напряжения по закону Ома, и мы также должны учитывать напряжение источника питания.

В этом примере мы будем использовать 5 вольт для источника питания светодиодов, поскольку это обычное напряжение, используемое микроконтроллерами, и, вероятно, вы захотите использовать его для управления своими светодиодами. Конечно, вы можете выбрать любое подходящее напряжение для вашего приложения.

Мы подключим наши компоненты последовательно так, чтобы ток протекал от положительной клеммы нашего источника питания через резистор, затем светодиод и затем на землю. Не имеет значения, расположен ли резистор до или после светодиода, поскольку ток остается постоянным для компонентов, подключенных последовательно.

Как упоминалось ранее, на светодиодах будет падение напряжения, равное прямому напряжению. Прямое напряжение указано в таблице данных светодиодов.

 Vf = 2,1 В 

Остающееся напряжение появляется на резисторе, поэтому, если мы вычтем прямое напряжение из напряжения питания, мы можем вычислить напряжение на резисторе, Vr.

 Vr = V - Vf 
 Vr = 5 - 2,1 
 Vr = 2,9 

Мы хотим снабдить светодиод значением прямого тока, указанным в таблице данных, 25 мА.Поскольку резистор ограничивает ток, мы должны использовать напряжение на резисторе и желаемый прямой ток в уравнении закона Ома.

Теперь мы можем рассчитать сопротивление, переписав уравнение закона Ома в терминах сопротивления (косая черта означает «деленное на»). Помните, что мы должны преобразовать миллиампер в амперы, просто разделите на 1000.

  25 мА = 0,025 А  

 R = Vr / I
R = 2,9 / 0,025
R = 116 Ом 

Теперь мы знаем, что для того, чтобы обеспечить светодиод 25 мА, мы должны использовать резистор номиналом 116 Ом.Всегда лучше проявлять небольшую осторожность, поскольку значения сопротивления имеют допуск и могут незначительно отличаться от заданного значения.

На практике мы должны округлить это значение до ближайшего значения общего резистора. Важно округлять в большую, а не в меньшую сторону, так как если бы мы округляли в меньшую сторону, мы подавали бы на светодиод ток, превышающий рекомендованный.

Мы будем использовать значение из значений резистора E12, что даст нам ближайшее большее значение, равное 120 Ом.

Резистор Рассеивание тепла

В отличие от светодиода, который преобразует электрический ток в свет (и некоторое количество тепла), резистор почти полностью преобразует электрический ток в тепло.

Нам известно напряжение на резисторе и ток, протекающий через него (и светодиода). Мы можем использовать закон Ватта для расчета мощности, рассеиваемой резистором.

 P = I x V 
 P = 0,025 x 2,9 
 P = 0,0725 

Резистор будет рассеивать 0,0725 Вт мощности в виде тепла, также обозначаемого как 72,5 милливатт (мВт).

Поэтому, когда мы выбираем резистор, нам нужно проверить техническое описание, чтобы увидеть, может ли он рассеивать 72,5 мВт тепла без повреждений.

Стандартные резисторы меньшего размера обычно могут рассеивать 125 мВт (также указывается как 1/8 ватта), поэтому наша комбинация светодиода, резистора и источника питания будет работать хорошо.

Мне

Один вопрос, который я задавал несколько раз, но тот, который редко объясняется в подобных руководствах, касается сценария, в котором прямое напряжение равно напряжению питания.

Давайте посчитаем, как это выглядит на бумаге. В этом примере мы будем использовать синий светодиод с прямым напряжением 3,3 В и прямым током 25 мА. В качестве источника питания мы будем использовать 3,3 В, обычное напряжение питания, встречающееся в схемах микроконтроллеров.

Сначала рассчитываем напряжение на резисторе.

 Vr = V - Vf
Vr = 3,3 - 3,3
Vr = 0V 

Теперь мы можем снова использовать закон Ома, чтобы вычислить необходимое значение сопротивления для известного напряжения на резисторе и желаемого тока.

 R = Vr / I 
 R = 0 / 0,025 
 R = 0 Ом 

Что ?! Разве мы не доказали с помощью закона Ома, что значение сопротивления не требуется и, следовательно, резистор не требуется, если напряжение питания и прямое напряжение равны?

Легко понять, почему так много людей приходят к такому выводу, используя базовые принципы электроники.Я сам однажды задал такой же вопрос!

На самом деле я недавно видел, как кто-то задавал этот вопрос на форуме, что и вдохновило меня на написание этой статьи.

Реальное приложение

Первое, что нужно запомнить, это то, что мы имеем дело с абсолютными числами в наших расчетах, но в реальном мире ваш источник питания 3,3 В, вероятно, не будет точно 3,3 В. Это может быть 3,34 В, и точно так же прямое напряжение не будет точным, это может быть 3,28 В.

Далее нам нужно рассмотреть сценарий, в котором в цепи нет резистора.В этом случае сопротивление, определяющее прохождение тока через светодиод, будет внутренним сопротивлением внутри самого светодиода.

Обратите внимание, что на практике внутреннее сопротивление светодиода суммируется со значением сопротивления, выбранным для токоограничивающего резистора. Однако значение настолько мало, что его почти всегда игнорируют, поскольку оно не оказывает заметного влияния на расчет.

Внутреннее сопротивление

Итак, что произойдет, если мы будем полагаться на внутреннее сопротивление внутри светодиода? Сначала мы должны рассчитать внутреннее сопротивление.Это можно сделать, используя данные о прямом токе и прямом напряжении из таблицы.

Сначала выберем две точки напряжения на графике в линейной области. Мы выберем 3,25 В и 3,5 В. Затем давайте запомним их текущие значения, 10 мА и 20 мА соответственно.

Разница между этими значениями составляет 0,25 В и 10 мА. Мы можем использовать эти значения с законом Ома для расчета внутреннего сопротивления.

 R = V / I
R = 0,2 / 0,015
R = 25 Ом 

Далее нам нужно рассчитать собственное напряжение светодиодов, Vint.Это напряжение на светодиоде, которое можно вычесть из напряжения питания, чтобы получить напряжение на внутреннем сопротивлении.

 Vint = Vf - (Если x Rint)
Винт = 3,25 - (0,01 x 25)
Vint = 3 V 

Не волнуйтесь, если вы не усвоили все это, это немного более продвинуто, чем объем этого руководства, но я подумал, что все равно включу его.

Позвольте мне немного прояснить ситуацию. Здесь важны два значения: собственное напряжение Vint и внутреннее сопротивление Rint .Это то же самое, что и в нашем предыдущем примере, только напряжение и сопротивление для внутреннего сопротивления светодиода, а не внешнего резистора.

 Винт = 3 В
Rint = 25 Ом 

Расчет тока, протекающего через светодиод, такой же, как и раньше, мы используем закон Ома для расчета значения тока с использованием значений выше.

Давайте попробуем это с произвольным напряжением питания V = 3,5 В. Сначала мы вычтем Vint из V, чтобы получить Vr = 0,5 В. Затем мы можем использовать это напряжение с внутренним сопротивлением для расчета тока.

 I = Vr / Rint
I = 0,5 / 25
I = 0,02 A 

Как и ожидалось, получаем 20 мА, что соответствует графику. Однако в реальном мире напряжение питания не будет точным. Поэтому давайте рассчитаем для 3,4 В разность 100 мВ.

Сначала мы вычитаем Vint, чтобы получить 0,4 В, затем снова вычисляем ток, используя внутреннее сопротивление.

 I = Vr / Rint
I = 0,4 / 25
I = 0,016 A 

Как вы можете видеть, мы видим заметное изменение тока только при небольшом изменении напряжения.

Сравнение

Наконец, мы можем сравнить результат с резистором и без него. Мы знаем, что падение напряжения на 100 мВ может уменьшить ток, протекающий через светодиод без внешнего резистора, на 4 мА.

Внешний резистор и питание 12 В

Сначала мы рассчитаем размер резистора, необходимого для достижения 20 мА тока через светодиод, используя типичное прямое напряжение 3,3 В, указанное в таблице данных. Мы можем использовать произвольное напряжение источника питания 12 В.

 R = (V - Vf) / I
R = (12 - 3.3) / 0,02
R = 435 Ом 

Теперь мы можем смоделировать такое же падение напряжения питания. Прямое напряжение светодиода фиксировано, поэтому падение 100 мВ повлияет на напряжение на резисторе. Это, в свою очередь, повлияет на ток, протекающий через светодиод, и рассчитывается следующим образом.

 I = ((V - Vf) - 100 мВ) / R
I = 8,6 / 435
I = 0,0198 

Результат показывает, что мы наблюдаем снижение тока только на 200 наноампер на , или на 0,2 мА.

Внешний резистор и источник питания 24 В

Также стоит отметить, что чем больше напряжение на резисторе, тем меньше разница в напряжении питания.Например, если мы увеличим напряжение питания до 24 В, падение напряжения питания на 100 мВ изменит ток следующим образом.

 R = (V - Vf) / I
R = (24 - 3,3) / 0,02
R = 1035 Ом 

 I = ((V - Vf) - 100 мВ) / R
I = 20,6 / 1035
I = 0,0199 

Теперь мы видим, что при питании 24 В мы видим разницу в токе только в 100 нА или 0,1 мА!

Не забывайте о тепловыделении!

Значит, чем выше напряжение питания, тем лучше? Ну, не совсем потому, что вам все же нужно учитывать тепловыделение.Использование источника питания 24 В со светодиодом, который имеет падение напряжения 3,3 В, будет означать, что на резисторе будет 20,7 В. Сколько тепла он должен рассеять?

 P = I x V 
 P = 0,02 x 20,7 
 P = 0,414 Вт 

Наш резистор должен быть рассчитан как минимум на 500 мВт или 1/2 Вт. Даже это довольно близко к требованию, и поэтому резистор будет нагреваться.

Как и во многих случаях в электронике, всегда есть компромисс, и вы должны выбрать правильные значения компонентов, чтобы получить лучший компромисс.

Заключение

Важно регулировать ток, протекающий через светодиод, чтобы он работал стабильно и правильно. Совершенно приемлемо ограничивать ток с помощью резистора или другого устройства регулирования тока.

Теоретически можно было бы ограничить ток, используя внутреннее сопротивление светодиода, но на самом деле это просто нецелесообразно. Напряжение должно быть очень точным.

Также необходимо настроить каждый светодиод, чтобы он соответствовал точной характеристике прямого напряжения, которая также будет отличаться для каждого светодиода из-за производственных допусков, связанных с производством светодиода.

Самый простой способ предотвратить преждевременную смерть светодиода или даже его взрыв — это использовать токоограничивающий резистор!

Я надеюсь, что этот урок был информативным и дал вам некоторые новые и полезные знания о скромных и вездесущих светодиодах! Пожалуйста, найдите время, чтобы посетить некоторые из моих других интересных руководств!

Расчет минимального сопротивления резистора для светодиода

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы обычно видим резисторы на 330 Ом, используемые для подключения светодиодов к цифровой электронике? 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%

Для расчета значения сопротивления, необходимого 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 до следующего наибольшего стандартного значения, которое дает 330 Ом.

Это наименьшее значение резистора, которое можно безопасно использовать почти со всеми светодиодами без повреждения светодиода или цифровой схемы, 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.

Какой резистор мне использовать со светодиодом? — Kitronik Ltd

Выбор резистора для работы со светодиодом довольно прост, но требует некоторых знаний о светодиодах и небольшого количества математических расчетов.Некоторые светодиоды, такие как светодиоды с изменяющимся цветом, мигающие светодиоды и светодиоды на 5 В, рассчитаны на работу от источника питания 5 В и поэтому не нуждаются в резисторе. Для всех остальных стандартных и ярких светодиодов потребуется резистор, ограничивающий ток. LED расшифровывается как Light Emitting Diode, и, как следует из названия, это диод, который излучает свет. Когда диод включен в цепь, на него падает 0,7 В. Точно так же на светодиодах падает напряжение, известное как прямое напряжение, хотя оно отличается для каждого светодиода. Для стандартного светодиода прямое напряжение обычно составляет 2 В, а для сверхяркого светодиода — около 3.5В. Часть напряжения батареи падает на светодиод (прямое напряжение), а остальная часть напряжения падает на резистор. Это показано на диаграмме вверху справа. Поэтому мы можем записать это как:

Сопротивление можно рассчитать по закону Ома:

обычно требуют от 10 до 20 мА, это подробно описано в спецификации светодиода вместе с прямым падением напряжения. Например, сверхяркий синий светодиод с батареей 9 В имеет прямое напряжение 3.2 В и номинальный ток 20 мА.

Значит, сопротивление резистора должно быть 290 Ом или как можно более близким к нему.

Пусть ваш компьютер сделает всю работу

Мы добавили на веб-сайт Kitronik отличный инструмент, позволяющий упростить расчет резистора ограничения тока. Просто выберите, какой светодиод вы используете, из раскрывающегося списка. Введите напряжение аккумулятора, и он скажет вам, какой резистор использовать. Он даже сообщает вам, какие цветные полосы будут на резисторе. Нажмите здесь, чтобы перейти на страницу калькулятора

Подробнее об авторе подробнее »

© Kitronik Ltd — Вы можете распечатать эту страницу и ссылку на нее, но не должны копировать страницу или ее часть без предварительного письменного согласия Kitronik.

LED Circuit Design — Как разработать светодиодные схемы

Светодиодная схема. Узнайте, как проектировать светодиодные схемы. Как рассчитать размер резистора, как защитить светодиод, сколько времени батарея будет питать цепь, как рассчитать номинальную мощность резистора, как подключить светодиод и многое другое.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть руководство YouTube.

Это светодиоды или светодиоды. Если мы пропустим ток через один, он будет светить. Но если мы превысим его предельное напряжение и ток, он будет немедленно уничтожен.У светодиода есть крошечный провод внутри, он может выдерживать только определенное количество тока, проходящего через него. Когда мы смотрим на разрушаемый светодиод под микроскопом, мы видим, как внутри взрывается крошечный провод. Итак, как нам подключить светодиоды, как уменьшить ток, чтобы светодиоды были в безопасности, и как долго батарея будет питать нашу схему. Это то, о чем мы подробно расскажем в этой статье.

Светодиодная защита

Для защиты наших светодиодов мы используем резистор. Резистор затруднит прохождение электронов.Электроны столкнутся, и это приведет к выделению тепла. Резистор нагревается, и мы можем увидеть это с помощью тепловизора. Например, у этого есть более 150 градусов Цельсия при всего 12 В с током 6 миллиампер, поэтому мы определенно не хотим касаться этого.

Резистор можно разместить с любой стороны светодиода. Хотя мы традиционно устанавливаем это на положительную сторону. Причина, по которой его можно установить с любой стороны, заключается в том, что резистор ограничивает количество электронов, протекающих в этой простой последовательной цепи.Резистор действует как пробка, уменьшая количество протекающих электронов. Большинство людей ошибочно полагают, что это действует как лежачий полицейский, и что электроны должны замедляться непосредственно перед резистором, а затем снова ускоряться. Скорость электронов остается постоянной, меняется количество протекающих электронов.

Чем выше номинал резистора, тем ниже будет ток и, следовательно, тем меньше будет светиться светодиод.

Нам нужно помнить, что светодиоды позволяют току течь только в одном направлении.Положительный полюс подключен к длинному проводу, а отрицательный — к короткому. Если мы подключим светодиод наоборот, он просто заблокирует ток, и светодиод не включится. Вы можете проверить схему самостоятельно, взять КРАСНЫЙ светодиод, батарею на 9 В, резистор от 360 до 390 Ом, другой резистор более высокого номинала от 3 до 9,1 кОм и мультиметр.

Подключите последовательно низкоомный резистор и светодиод к батарее, и светодиод загорится.Я использую для этого макетную плату, которая позволяет очень быстро и легко проверять электрические схемы, но вы также можете просто скрутить провода вместе, вы можете их припаять или использовать некоторые разъемы, и все это отлично подойдет для этого простого эксперимента. .

Обратите внимание, что если мы повернем светодиод, мы увидим, что он блокирует ток, поэтому он не загорится. Это работает только в одном направлении. Если мы заменим резистор на резистор высокого сопротивления 9,1 кОм, мы увидим, что светодиод очень тусклый. Мы также можем соединить их параллельно, чтобы сравнить яркость.Итак, теперь, последовательно подключив резистор на 360 Ом и светодиод, мы можем подключить наш мультиметр к цепи, убедившись, что мультиметр переведен в режим считывания тока. Мы должны видеть где-то между 17 и 20 миллиампер в зависимости от того, какой светодиод и резистор вы использовали. Мы можем переключить положение светодиода и резистора, он будет работать нормально и давать то же значение тока.

Теперь отключите мультиметр от цепи и переведите мультиметр в режим постоянного напряжения.

Измерьте на двух дальних концах цепи, и мы должны увидеть около 9 вольт.Это то, что батарея обеспечивает нашей цепи, и это также равно общему падению напряжения в цепи. Теперь измерьте напряжение на светодиоде, и мы должны увидеть около 2 вольт. Это падение напряжения светодиода, которое удаляет два вольта из нашей схемы. Теперь измерьте сопротивление резистора, и мы должны увидеть падение напряжения на оставшихся 7 вольт. Итак, 2 вольта плюс 7 вольт — это 9 вольт, что соответствует нашей батарее. Вы могли заметить, что измеренные значения были не совсем 2, 7 или даже 9 вольт.Всегда будет разница между дизайном и фактическим размером. Например, этот резистор был рассчитан на 390 Ом, но когда мы его измерили, на самом деле он был 386 Ом. Каждый компонент, включая ваш мультиметр, будет иметь допуск на погрешность, он будет близок к расчетному значению, но никогда не будет точно таким же. Для большинства схем, подобных этим простым, это не имеет значения. Можно предположить, что расчетные значения верны. Просто помните, что значения, которые мы рассчитываем, всегда будут немного отличаться от наших фактических измерений.

Нам также нужно знать о прямом напряжении. По сути, это просто падение напряжения, которое мы измерили ранее.

Производитель предоставит диаграмму, подобную этой, которая показывает прямой ток при заданном прямом напряжении. Итак, если мы подключим источник напряжения к выводам и подадим 2 В, мы увидим ток в 20 миллиампер. Если мы подадим 1,6 В, то увидим 0 мА, потому что светодиод будет выключен. График для этого светодиода начинается примерно с 1,7 вольт, поэтому мы знаем, что нам нужно обеспечить минимум 1.7 вольт, чтобы светодиод загорелся.

Мы можем проверить минимальное напряжение открытия светодиода с помощью мультиметра. Если вы выберете диодный режим на своем мультиметре, а затем подключите красный провод к длинному аноду, а черный провод к короткому катоду красного светодиода, мы должны увидеть что-то вроде 1,7 В, так что это минимальное напряжение, необходимое для включения Светодиод горит.

Большинство стандартных светодиодов рассчитаны на ток 20 миллиампер или 0,02 ампера. Мы хотим стараться придерживаться этого значения. Если мы опустимся ниже этого значения, светодиод будет тусклым, если мы перейдем слишком далеко, светодиод будет разрушен.Мы можем превысить 20 мА, но по мере того, как мы поднимаемся выше, срок службы светодиода сокращается. Мы увидим, как это вычислить, чуть позже в статье.

КРАСНЫЙ светодиод обычно имеет падение напряжения или прямое напряжение 2 В, и это приведет к 20 миллиамперному току в нашей цепи. Мы можем проверить это с помощью источника питания постоянного тока, когда я установил напряжение на постоянное значение 2 вольта, мы увидим ток 20 миллиампер. Но не все светодиоды созданы одинаково, этот не достигает 20 мА до тех пор, пока не будет подано 2,1 В, а этот не достигает 20 мА до 3.Подается 7 вольт. Это расхождение связано с используемыми материалами, а также с производственным процессом. Таким образом, вам следует попробовать использовать светодиоды из одной партии, а также от надежных производителей.

бывают разных цветов, и каждый цвет также имеет разное падение напряжения, поэтому вам нужно будет проверить это или вы можете просто посмотреть это на диаграмме типичных значений, подобных этой.

также бывают разных цветов, и каждый цвет также имеет разное падение напряжения.Таким образом, вам нужно будет найти эти значения на основе данных производителей, или вы также можете проверить их самостоятельно, или вы можете использовать эти типичные значения из этих стандартных диаграмм, но они могут не совпадать с светодиодом, который у вас действительно есть.

Хорошо, это основы, поэтому давайте продолжим и сделаем несколько примеров схем.

Простые светодиодные схемы

Допустим, у нас есть источник питания 3 В, и мы хотим подключить этот единственный КРАСНЫЙ светодиод. Какой резистор нам нужен? Что ж, мы знаем, что этот провод на 3 вольта, а это наш заземляющий провод, который будет на 0 вольт.

На светодиоде падение напряжения составляет около 2 вольт. И поэтому нашему резистору нужно снять оставшееся напряжение. Итак, 3 вольта минус 2 вольта = 1 вольт. Мы знаем, что светодиоду требуется ток около 20 миллиампер, поэтому 1 вольт, разделенный на 0,02 ампера, равняется 50 Ом сопротивления. Убедитесь, что для этого расчета вы преобразовали миллиамперы в амперы. Чтобы упростить задачу, у нас есть калькулятор на нашем веб-сайте, где вы можете просто ввести свои значения, проверьте это ЗДЕСЬ .

Хорошо, теперь ты попробуй решить эту проблему раньше меня.Допустим, у нас есть батарея на 9 вольт, и мы хотим подключить желтый светодиод, который имеет падение напряжения 2 вольта и требует 20 миллиампер тока. Итак, какой размер резистора требуется? Итак, у нас есть питание 9 вольт, поэтому вычтите 2 вольта для светодиода, и у нас останется падение на 7 вольт для резистора. Сила тока составляет 20 миллиампер, поэтому 7 разделенных на 0,02 ампер равняются сопротивлению 350 Ом.

Проблема в том, что у нас нет резистора на 350 Ом. У нас есть только 330 Ом или 390 Ом, так какой из них мы должны использовать? Как мы видели ранее, нам нужно убедиться, что ток не превышает 20 миллиампер, поэтому мы должны рассчитать, какой резистор нам подходит лучше всего.

Для этого мы просто разделим необходимое падение напряжения 7 В на значение резистора 330 Ом, чтобы получить 0,021 А, а затем, если мы сделаем то же самое для резистора 390 Ом, мы получим 0,018 А. Оба эти значения очень близки, и оба будут работать, но на всякий случай мы выбираем резистор на 390 Ом, так как поэтому наш светодиод прослужит дольше. Мы также можем комбинировать резисторы, чтобы получить точное значение, которое нам нужно, и я объясню это позже в статье.

Нам также нужно будет выбрать номинальную мощность резистора.Мы можем рассчитать это по формуле: Мощность = ток в квадрате X на сопротивление — таким образом, 0,018 А в квадрате, умноженное на 390 Ом, дает нам 0,126 Вт, поэтому для этой схемы подойдет резистор номиналом Вт.

Как долго батарея будет питать нашу схему? Допустим, эта батарея рассчитана на типичные 500 миллиампер-часов, мы просто делим это на наш общий ток цепи, который в данном случае составляет 18 миллиампер. Таким образом, 500 миллиампер часов разделить на 18 миллиампер, и мы получим около 27 часов. Хотя это тот самый максимум, на который он может запитать нашу схему, на самом деле он, вероятно, этого не достигнет.

Хорошо, а что, если нам нужно несколько светодиодов? Один из вариантов — соединить их последовательно.

В этой конструкции падение напряжения каждого светодиода складывается. Таким образом, общее падение напряжения в цепи не должно превышать напряжение аккумулятора.

Следовательно, батарея на 3 В может обеспечить достаточное питание только для 1 светодиода при токе 20 мА, а батарея на 9 В может обеспечить достаточное питание для 4 светодиодов.

Если мы подключим 4 светодиода и подключим их к нашему настольному источнику питания постоянного тока, мы увидим, что они не включаются, пока их суммарное минимальное прямое напряжение не будет достигнуто на отметке около 6.3 вольта, однако оптимальная сила тока в 20 миллиампер будет достигнута только при напряжении около 8,6 вольт. При 9 В ток составляет около 35 мА, что явно слишком много, поэтому нам понадобится резистор.

Если мы подключим 5 светодиодов, они не загорятся, пока не будет около 8,3 вольт. При напряжении 9 В все они включены, но ток очень низкий, поэтому светодиоды тусклые, потому что напряжения недостаточно для полного питания светодиодов. Оптимальные 20 миллиампер в этом примере достигаются только при напряжении 10,7 В.

Таким образом, мы можем использовать этот метод, но мы ограничены напряжением батареи.

Что, если нам нужно больше светодиодов? Что ж, нам нужно соединить их параллельно.

Мы можем установить резистор на каждый светодиод или использовать один резистор для питания всех светодиодов. Начнем с первого примера.

Отдельные резисторы параллельной цепи

Такая конструкция позволяет использовать светодиоды разного цвета. Хотя легче рассчитать, все ли они одного цвета.

Допустим, мы хотим подключить 6 светодиодов к этой 9-вольтовой батарее. Каждый светодиод имеет падение напряжения 2 вольта и требует 20 миллиампер.Вся эта шина составляет 9 вольт, а вся эта шина — 0 вольт. Таким образом, на каждый светодиод будет подаваться напряжение 9 В. Это явно слишком много, поэтому нам нужно поставить резистор напротив каждого светодиода. Итак, у нас есть 9 вольт за вычетом 2 вольт для светодиода, что оставляет нам 7 вольт. Значит нам нужно сбросить 7 вольт на ветку. Мы рассчитываем номинал резистора на 7 вольт, разделенных на 0,02 ампера, что равняется 350 Ом. Затем мы находим номинальную мощность: 0,02 ампера в квадрате, умноженное на 350 Ом, дает нам 0,14 Вт, поэтому будет использоваться резистор Вт.

Затем нам нужно сложить все токи в каждой ветви. Таким образом, 0,02 ампера, умноженные на 6 светодиодов, дают нам 0,12 ампер.
Емкость 9-вольтовой батареи составляет около 500 миллиампер-часов, а в нашей схеме используется 120 миллиампер, поэтому 500, разделенное на 120, дает нам около 4 часов автономной работы.

Мы видим, что на каждой ветви все еще достаточно напряжения для подключения дополнительных светодиодов. Допустим, мы размещаем по 3 светодиода на каждой ветви. Таким образом, каждая ветвь имеет снижение на 6 вольт, поэтому 9 вольт за вычетом 6 вольт равняются падению на резисторе 3 вольт.Таким образом, 3 вольта, разделенные на 0,02 ампер, дают резистор 150 Ом. Обратите внимание, что общий ток в каждой ветви не увеличился, поэтому мы можем добавить больше светодиодов, пока не будет достигнуто максимальное напряжение.

Если мы хотим использовать светодиоды разного цвета, мы размещаем разные светодиоды на разных ветвях и находим подходящий резистор. Например, у нас могут быть красный, синий и зеленый светодиоды.
Каждый светодиод имеет одинаковую потребность в токе 20 миллиампер, но красный светодиод имеет падение напряжения 2 вольта, синий — 3,4 вольт, а зеленый — 3 вольта.Следовательно, резистор для красного светодиода составляет 9 вольт, вычитая 2 вольта, что дает нам 7 вольт, 7 вольт, разделенные на 0,02 ампер, приведут нас к резистору 350 Ом. На синем светодиоде 9 вольт вычитают 3,4 вольта, что оставляет нам 5,6 вольт, поэтому 5,6 вольт, разделенное на ток 0,02 ампер, оставляет нам резистор 280 Ом. И зеленый светодиод будет 9 вольт, вычесть 3 вольта, что оставляет нам 6 вольт, 6 вольт, разделенных на ток, дает нам резистор 300 Ом. Таким образом, общий ток составляет 60 мА. Таким образом, заряда батареи хватит примерно на 8 часов.

Коммунальные резисторы параллельной цепи

Другой способ подключения светодиодов — это их параллельное соединение, а затем использование одного резистора для ограничения общего тока. Для этой конструкции вы должны использовать только светодиоды того же цвета или одного и того же рейтинга, мы увидим, почему это в ближайшее время, в этой статье.

Допустим, у нас есть батарея на 9 вольт и 3 красных светодиода с падением напряжения 2 вольта, и каждому из них требуется ток 20 миллиампер. Итак, мы просто складываем токи вместе, чтобы получить 60 мА, этот ток должен протекать через этот резистор.

Теперь, когда они подключены параллельно, все они будут иметь одинаковую разницу напряжений на них. Поэтому мы рассчитываем резистор на 9 Вольт, вычитаем 2 Вольта и получаем 7 Вольт. Затем, поскольку весь ток протекает через этот резистор, нам нужно будет разделить 7 вольт на 60 миллиампер, и мы получим резистор на 116 Ом. Расчет мощности составляет 0,49 Вт, поэтому будет использоваться резистор на половину Вт.

Причина, по которой нам нужно использовать светодиоды с одинаковым номиналом, заключается в том, что разница напряжений здесь составляет всего 2 вольта.Поэтому, если мы используем одинаковые индикаторы рейтинга, они все загорятся. Но если мы поместим синий светодиод в схему, это потребует более высокого напряжения, которое он не сможет получить, поэтому этот светодиод не будет включаться.

Резисторные хитрости

Теперь, когда мы имеем дело с этими схемами, мы часто обнаруживаем, что рассчитанное нами значение резистора не существует или его просто нет в наличии. Итак, мы можем комбинировать резисторы, чтобы получить нужное нам значение. Например, если нам нужен резистор на 200 Ом, мы могли бы разместить два резистора 100 Ом последовательно или мы могли бы разместить 2 резистора по 50 Ом и резистор 100 Ом.Значения резисторов просто складываются последовательно, что позволяет очень легко увеличить номинал резистора.

Чтобы уменьшить номинал резистора, мы просто помещаем их параллельно. Затем мы производим математические вычисления, чтобы найти эквивалентное сопротивление.

Допустим, у нас есть два резистора на 10 Ом, мы рассчитываем их по этой формуле. Это намного проще, чем кажется, просто введите это в свой калькулятор, и мы увидим, что он дает нам 5 Ом эквивалентного сопротивления.

Два резистора 5 Ом дадут нам 2.Общее сопротивление 5 Ом.

Резистор на 200 Ом и 50 Ом даст нам сопротивление 40 Ом.

Три резистора по 10 Ом дадут нам сопротивление 3,33 Ом.

Считывание значений резистора

Как определить номинал резистора? Эти цветные полосы на теле подскажут нам значение, но нам нужно найти его на диаграмме. Обычно мы можем получить 4- или 5-полосные резисторы, поэтому давайте рассмотрим их несколько примеров.

Для 4-полосного типа первые 2 полосы — это цифры, которые мы объединяем, третья полоса — это множитель, а полоса 4 ^{-ая полоса} — это допуск.

Например, этот 4-полосный резистор коричневый, черный, коричневый, золотой. Диапазон 1 равен 1, диапазон 2 равен 0, что дает нам 10. Диапазон 3 — это множитель, который равен 10, поэтому 10, умноженное на 10, дает 100 Ом. Тогда допуск золота составляет 5%. Таким образом, оно может быть от 95 Ом до 105 Ом. Когда мы измеряем это с помощью мультиметра, мы видим 98,2 Ом, что находится в пределах допуска. Итак, мы увидели, что предыдущий резистор не был очень точным.

Если мы хотим большей точности, нам нужен меньший допуск, такой как этот допуск 1%, тип 5 полос.В этом типе первые 3 полосы представляют собой цифры, 4 ^-е — это множитель, а 5 ^-е — это допуск.

Это оранжевый, оранжевый, черный, черный, коричневый. Итак, это 3, это 3, это 0 с множителем, равным единице, что дает нам 330 Ом и допуск 1%. Таким образом, это может быть от 327 Ом до 333 Ом. Когда я измеряю его мультиметром, мы видим, что он показывает 329,9 Ом, так что это идеально.

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.

PS. несколько дополнительных 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 выходного сигнала, который он мог бы есть при 20 мА.

• Счетчики тока светодиодов или резисторов 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:

Светодиод белый, прямое напряжение = Vf = ОМ 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.
Vr = 5-2,2 = 2,8 В.
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.
При меньших токах Vf ниже (см. Спецификации светодиодов), и поэтому R имеет большее падение напряжения, поэтому ток больше, поэтому ….

________________________________________

ПРОЦЕДУРА:

• Укажите желаемый ток = I_LED Укажите напряжение питания = Vs

• Используйте лист данных для определения типичного падения напряжения на светодиодах «вперед» при заданном токе = Vf

• Падение напряжения на резисторе = Vr — это часть напряжения Vs, которая не падает на светодиод.т.е. Vr = Vs — Vf

• Номинал резистора = R определяется законом Ома: R = V / I

  , где V — напряжение на резисторе, а
  I — ток, последовательно проходящий через светодиод + резистор.

• Итак: R = V / I = Vr / I_LED = (Vs-Vf) / I_LED

Вернуться в блог

Написано Эли в понедельник, 6 августа 2018 г.

 Первоначально это сообщение было написано 8 ноября 2012 года. 

Запуск светодиода RGB на 12 В постоянного тока аналогичен запуску любого другого светодиода, за исключением того, что вам нужно 3 токоограничивающих резистора вместо 1.

Несмотря на то, что у светодиода RGB есть 4 вывода, это все еще «простой» вопрос использования закона Ома и некоторой информации из таблицы данных светодиода для расчета правильного значения и размера для токоограничивающих резисторов. Это может показаться не таким простым, если вы новичок в электронике или имеете ограниченный опыт работы со светодиодами, но не волнуйтесь — требуемые математические вычисления могут быть выполнены вашим сыном или дочерью 5 ^{-го класса} .

В этом примере я буду использовать сверхъяркий светодиод RGB Vetco VUPN6563 (общий катод).- Поставляется в упаковке из 3-х светодиодов по очень доступной цене . Следующие шаги будут работать для светодиодов с общим катодом или общим анодом.

Светодиод потребляет больше тока по мере увеличения напряжения, используемого для его работы.

Ток вызывает нагрев светодиода; высокий ток приводит к слишком большому нагреву. Если вы потребляете больше тока, чем максимальный, указанный в таблице данных «прямой ток», светодиод самоуничтожится при менее впечатляющей вспышке света с большим количеством дыма, чем вы хотите вдохнуть.Токоограничивающий резистор подходящего размера будет рассеивать дополнительный ток (в виде тепла), который обычно протекает через светодиод, когда его напряжение превышает номинальное прямое напряжение.

Когда дело доходит до ограничения тока, рекомендуется предусмотреть запас прочности. Работа светодиода на максимальном заданном прямом токе может привести к сокращению срока службы и снижению светоотдачи с течением времени. Уменьшение тока до уровня чуть ниже максимального прямого тока дает светодиоду немного меньшую светоотдачу, но гораздо более длительный срок службы.

Чтобы выбрать правильный резистор, нужно выполнить 2 шага:

1) Рассчитайте номинал резистора (в омах)

2) Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором (в ваттах)

Чтобы рассчитать номинал резистора (в омах) и размер (в ваттах), нам необходимо знать следующее:

1. Светодиодный ток в прямом направлении (мА)
2. Прямое напряжение светодиода (вольт)
3. Рабочее напряжение (В)

В техническом описании светодиода с общим катодом RGB указано, что прямое напряжение равно 2.0 вольт для красного сегмента, 3,0 вольт для зеленого сегмента и 3,0 вольт для синего сегмента. Прямой ток указан как 20 мА для всех 3 сегментов.

Обратите внимание, что перечислены 3 отдельных значения напряжения. Значит ли это, что нам нужно 3 отдельных резистора? Да — интересные вещи произойдут, если на катоде используется только один резистор, например, зеленый и синий будут иметь немного меньшую светоотдачу, а красный будет казаться ярче, чем если бы мы использовали 3 отдельных резистора. Если вы решите использовать только 1 резистор, выберите его для наименьшего значения напряжения и тока, но обязательно увеличьте размер резистора, чтобы он мог рассеивать достаточно тепла для всех 3 элементов (умножьте рассеиваемую мощность на 3).

В этом примере мы собираемся вычислить номинал резистора, необходимого для сегмента красного светодиода.

Вот данные, которые у нас есть сейчас:

1. Светодиодный ток в прямом направлении (если) (мА) = 20 мА (0,020 А)
2. Светодиодное прямое напряжение (Vf) (Вольт) = 2,0 Вольт
3. Рабочее напряжение (Вс) (Вольт) = 12 Вольт

Это формула закона Ома, которую мы будем использовать для расчета номинала резистора:

Номинал резистора (Ом) = (Рабочее напряжение — Прямое напряжение светодиода) / Прямой ток светодиода
Номинальное сопротивление резистора (Ом) = (12-2.0) / 0,020

Номинал резистора нам нужен — 500 Ом. Поскольку резисторы на 500 Ом обычно не доступны, мы выберем следующее ближайшее значение: 560 Ом. Всегда выбирайте большее из двух значений замыкающего резистора. Это поможет гарантировать, что светодиодный индикатор будет оставаться ниже номинального значения If (максимального прямого тока).

Теперь нам нужно выяснить, какой размер резистора использовать (1/8 Вт, 1/4 Вт, 1 Вт и т. Д.). Это тоже очень простая математика с использованием закона Ома:

• Рассеиваемая мощность резистора (Вт) = напряжение (в квадрате) / номинал резистора

Мы знаем из шага 1, что напряжение составляет 10 Вольт (12 Вольт — 2.2/560 = 0,178

Резистор будет рассеивать 0,178 Вт или 178 мВт. Резистор на 1/4 Вт (250 мВт) справится с этим безопасно. Мы должны выбрать резистор 1/4 Вт, 560 Ом, номер детали Vetco NTE-QW156 — хороший выбор.

Затем мы выполняем те же вычисления в шагах 1 и 2 для зеленого и синего сегментов (Vf = 3,0, If = 20 мА). Значение резистора для зеленого и синего цветов: 470 Ом. Номер детали Vetco NTE-QW147 — резистор 470 Ом, 1/4 Вт.

В собранном виде наша светодиодная схема RGB выглядит как на схеме ниже.Если вы подключите к источнику питания все 3 анода одновременно, светодиод будет светиться белым.

[Принципиальная схема светодиодов RGB + резисторы]

— простой способ ограничить ток, но они неэффективны. Избыточная мощность тратится в виде тепла. Лучшей альтернативой токоограничивающим резисторам является использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для отправки на светодиод импульсов напряжения, рассчитанных по времени и определенной длительности.PWM позволит вам управлять яркостью отдельных светодиодных сегментов, создавая великолепный массив различных цветовых комбинаций. ШИМ-управление RGB-светодиодами с помощью микроконтроллера Arduino будет обсуждаться в одном из следующих постов блога.

PS: Не хотите делать математику самостоятельно? Попробуйте этот крутой калькулятор светодиодного резистора: http://ledcalc.com/

Вернуться в блог

Калькулятор светодиодных резисторов | Потребность в последовательном резисторе

В этом руководстве мы узнаем об одной из основных концепций, которые необходимы новичкам в электронике i.е. калькулятор светодиодного резистора. Вы увидите, почему выбор подходящего резистора для светодиода имеет решающее значение для его работы, а также факторы, которые необходимо учитывать при выборе конкретного резистора, чтобы светодиод не горел.

Введение

Если вы только начали с электроники, например, поделок или Arduino, то, вероятно, первым проектом или схемой, которую вы могли бы создать, было бы мигание светодиода.

Преимущество Arduino заключается в том, что он имеет встроенный светодиод, подключенный к выводу 13 цифрового ввода-вывода, и все, что вам нужно сделать, это просто подключить плату Arduino UNO к компьютеру и загрузить Blink Sketch .Светодиод начинает мигать.

Но если вы остановитесь на этом, то не поймете «аппаратную» часть проекта. Если вы посмотрите на схему Arduino Uno Rev 3, то заметите, что светодиод не подключен напрямую к выводу ввода-вывода микроконтроллера ATmega328P (точнее, вывод 5 порта B). Но скорее он подключен через резистор 1 кОм последовательно с ним.

Этот резистор — интересная вещь для дальнейшего обсуждения этого руководства. Но для получения базовой информации о светоизлучающих диодах (светодиодах) вы можете обратиться к следующему посту.

«Светоизлучающие диоды (светодиоды)»

Зачем нужен светодиодный резистор?

Если вы читали руководство по светодиодам, упомянутое выше, то, возможно, уловили, что любой светодиод имеет две основные характеристики, которые определяют работу светодиода. Это прямой ток и прямое напряжение.

Все светодиоды, независимо от формы, размера или форм-фактора, имеют заранее определенный допустимый рабочий ток. Этот ток обычно определяется в таблицах как непрерывный прямой ток.

Это абсолютный максимальный ток, который может подаваться на светодиод без каких-либо повреждений. Например, 5-миллиметровый белый светодиод имеет абсолютный максимальный прямой ток 30 мА.

Таким образом, абсолютно необходимо контролировать количество тока, протекающего через светодиод, и самый простой способ ограничить ток — использовать последовательный резистор.

Другой важной характеристикой светодиода является его прямое напряжение. Мы увидим его влияние, когда поймем уравнение калькулятора светодиодного резистора, а также при выборе последовательного резистора.

Уравнение

Давайте теперь перейдем к важному аспекту учебного пособия, то есть к уравнению для калькулятора светодиодного резистора. Для простоты рассмотрим простую схему, состоящую из одного светодиода, одного последовательного резистора и источника питания.

На следующем изображении показана простая схема светодиода, состоящая из светодиода, резистора R _S и источника питания V _S .

Используя простую теорию цепей, вы получите следующее уравнение:

V _S = R _S * I _R + V _LED , где

В _S — напряжение питания,

R _S — номинал последовательного резистора,

I _R — ток через последовательный резистор,

V _LED — прямое напряжение или падение напряжения на светодиоде (обычно обозначается как V _F ).

Поскольку последовательный резистор R _S и светодиод включены последовательно, ток, протекающий через них, будет одинаковым, и, согласно нашим предыдущим обсуждениям, этот ток должен быть прямым током светодиода (I _LED или просто I _F ).

Таким образом, мы можем переписать приведенное выше уравнение следующим образом:

R _S = (V _S — V _F ) / I _F

Это уравнение для калькулятора светодиодного резистора.Здесь важно отметить, что значение последовательного резистора зависит как от прямого тока светодиода, так и от прямого напряжения светодиода. Следовательно, важно следить за обоими этими значениями светодиода из его таблицы данных.

Светодиоды разных цветов и типов имеют разные номинальные значения прямого тока и прямого напряжения. Например, в следующей таблице представлен обзор значений прямого тока и прямого напряжения некоторых из обычно используемых 5-миллиметровых светодиодов.

ПРИМЕЧАНИЕ: Следующие значения относятся к производителю и не могут быть обобщены. Чтобы получить точные значения, вам обязательно нужно ознакомиться с таблицей данных, предоставленной вашим производителем.

Если два светодиода соединены последовательно, то уравнение для расчета последовательного резистора будет следующим:

R _S = (V _S — V _F * 2) / I _F

Фактически, если имеется N одинаковых светодиодов, соединенных последовательно, то уравнение для расчета резисторов светодиодов может быть записано следующим образом:

R _S = (V _S — V _F * N) / I _F

Пример

Давайте теперь посмотрим на простой пример схемы и вычислим значение последовательного резистора, чтобы светодиод работал правильно, не взрываясь.

На приведенном выше изображении напряжение питания V _S составляет 5 В, в качестве светодиода используется белый светодиод диаметром 5 мм. Из приведенной выше таблицы типичный белый светодиод диаметром 5 мм имеет следующие характеристики:

Прямой ток I _F = 30 мА и

Прямое напряжение В _F = 3,6 В.

Подставляя эти значения в приведенное выше уравнение, мы получаем следующее:

R _S = (5 В — 3,6 В) / 30 мА

R _S = 46,6 Ом.

Ближайшее значение — резистор 47 Ом.Но если вы хотите быть в безопасности, я бы посоветовал вам использовать следующее большое значение, и в данном случае это будет резистор 56 Ом.

Рассеиваемая мощность резистора

Одной из важных характеристик последовательного резистора для светодиода, которой часто пренебрегают или игнорируют, является рассеиваемая мощность резистора.

Если падение напряжения светодиода составляет V _F , то падение напряжения на резисторе составляет V _S — V _F .