Онлайн калькулятор расчета резистора светодиода
Не смотря на то, что всевозможные светодиоды сегодня используются практически во всех сферах жизни человека, среднестатистический потребитель, как правило, не задумывается о том, как и по каким законам они работают. И если такой человек сталкивается, к примеру, с необходимостью организации светодиодного освещения, у него возникает множество проблем и вопросов. И одним из наиболее распространенных вопросов является «что такое резисторы и зачем они нужны светодиоду?». Попробуем на этот вопрос ответить.
Резистор представляет собой элемент электрической сети, отличающийся пассивностью, который, в идеальном варианте, характеризуется исключительно своим сопротивлением электрическому току (то есть, в любой момент времени для него должен выполняться закон Ома). Основное назначение резистора – оказание активного сопротивления электрическому току, и сегодня такие элементы широко используются в организации искусственного освещения.
Теперь поговорим о том, зачем резистор необходим непосредственно светодиоду.
Многие из нас знают, что обыкновенная стандартная лампочка горит, если ее подключить напрямую к некоторому источнику питания. Она успешно функционирует и сгорает только в том случае, если из-за переизбытка напряжения происходит перегрев нити накала. Однако практически никто при этом не задумывается, что в данном случае лампочка сама выполняет роль резистора – ток через нее проходит с трудом, и тем легче ему преодолеть это препятствие, чем выше напряжение. И конечно, приравнивать такой сложный полупроводниковый прибор, как светодиод, к обыкновенной лампе накаливания никак невозможно.
Важно учитывать, что светодиод представляет собой токовый прибор, который, грубо говоря, в процессе работы выбирает для себя напряжение, а не силу тока. Таким образом, если светодиод, к примеру, выбирает напряжение 1,8V, а на него подается 1,9V, то он, скорее всего, сгорит (если, конечно, не сможет понизить напряжение источника до нужного ему значения). И для того чтобы этого не произошло, нужен резистор. Он стабилизирует используемый источник питания, чтобы его напряжение не испортило светодиод.
В связи с этим чрезвычайно важно разобраться, какой именно резистор необходим для того или иного светодиода, и нужно ли для каждого светодиода использовать отдельный резистор. Здесь немаловажно учитывать схему соединения, а также количество используемых светодиодов. Если речь идет, к примеру, о последовательной цепочке светодиодов, в которой они расположены друг за другом, то поскольку электрический ток в каждой точке данной цепи протекает один и тот же, для этих светодиодов будет достаточно только одного резистора с правильно рассчитанным сопротивлением.
Но если мы говорим о параллельном включении светодиодов, здесь каждый из них должен обладать собственным резистором, поскольку в противном случае все напряжение потянет так называемый «лимитирующий» светодиод (тот, которому напряжение нужно наименьшее). Он быстро перегорит, и теперь напряжение перейдет к следующему светодиоду, который также выйдет из строя. Это недопустимо, а значит, для параллельно подключенных светодиодов просто необходимо использовать достаточное количество правильно подобранных резисторов.
Теперь поговорим о том, как нужно осуществлять расчет сопротивления резистора, предназначенного для того или иного светодиода. Чаще всего осуществляется такой расчет с помощью специальных калькуляторов. И именно такой высокоэффективный онлайн калькулятор мы предлагаем нашим клиентам. Данный калькулятор позволяет рассчитать значение сопротивления и мощности резистора в цепи светодиодов. Для того чтобы рассчитать необходимое значение, вам следует ввести напряжение питания светодиода, номинальное напряжение светодиода, номинальный ток и выбрать схему соединения и количество светодиодов. Благодаря нашему калькулятору, вы сможете быстро получить достаточно точные сведения, способные оказать гарантированную помощь в организации искусственного освещения.
Кроме того, приступая к процессу расчета сопротивления резистора, необходимо учитывать несколько важных моментов. Во-первых, помните, что на светодиодах, как правило, пишут не напряжение питания, а напряжение падения (то есть то, которое они выбирают для себя), да и оно указывается приблизительно. Используется это число исключительно для определения минимального напряжения или для расчета резистора питания. То есть напряжение падения светодиода нужно отнимать от напряжения его питания, и мы получим напряжение на резисторе.
Ток же, протекающий через него, рассчитывается обычно делением оставшегося на резисторе напряжения на его сопротивление. Ну а для расчета сопротивления данного резистора, соответственно, оставшееся напряжение делится на ту величину тока, которая нам нужна. Человеку, далекому от электрики и физики, самостоятельно сделать расчеты практически невозможно. Поэтому вы еще раз можете оценить удобство и функциональность нашего онлайн калькулятора, который с легкостью выполнит подобную работу за вас.
Калькулятор светодиодов
Я уже прочитал статью, сразу перейти к калькулятору.Для устойчивой работы светодиоду необходим источник постоянного напряжения и стабилизированный ток, который не будет превышать величины, допустимые спецификой конкретного светодиода. Если необходимо подключить светодиоды индикаторные, рабочий ток которых не превышает 50-100мА, можно ограничить ток посредством резисторов. Если речь идет о питании мощных светодиодов с рабочими токами от сотен миллиампер до единиц ампер, то не обойтись без специальных устройств – драйверов (подробнее об этих устройствах читайте в статье «Драйвера для светодиодов», готовые модели драйверов можно увидеть здесь.). Далее рассмотрим варианты, когда требуемый ток небольшой и обойтись резисторами все же можно.
Резисторы являются пассивными элементами – ток они просто ограничивают, но никак не стабилизируют. Сила тока будет меняться с изменением напряжения в соответствии с законом Ома. Ограничивается ток резистором банальным преобразованием «лишнего» электричества в тепло по формуле
P = I2R, где P — выделяемое тепло в ваттах, I — сила тока в цепи в амперах, R — сопротивление в омах.
Устройство при этом, естественно, греется. Способность резистора рассеивать тепло не безгранична и, при превышении допустимого тока, он сгорит. Допустимая рассеиваемая мощность определяется корпусом резистора. Это нужно учитывать при планировании подключения светодиодов и выбирать элементы с, как минимум, двойным запасом прочности.
Схема подключения одного светодиода
Если необходимо подключить один светодиод, то сопротивление резистора можно рассчитать, в соответствии с законом Ома, по простой формуле:
R = (U — U
Очень часто нужно подключить не один, а несколько светодиодов. В этом случае возможно их последовательное или параллельное подключение.
Схема последовательного подключения светодиодов
Падение напряжения на последовательно соединенных светодиодах суммируется, через каждый из них протекает одинаковый ток. Напряжение источника питание должно быть больше, чем суммарное падение напряжения.
Рассчитывается сопротивление резистора по такому же принципу, как и в случае одного светодиода, только учитывается падение напряжения не на одном светляке, а суммарно для всей цепочки.
Последовательное подключение удобно тем, что требует минимум дополнительных деталей, кроме того, от источника питания не требуется большой ток. Но при большом количестве светодиодов может потребоваться существенное напряжение. Кроме того, если один из последовательной цепочки сгорит, то цепь оборвется и светить перестанут все светодиоды. Также при таком варианте подключения важно использовать совершенно одинаковые светодиоды, иначе их разные параметры будут служить источником дисбаланса. В итоге они могут либо светить неравномерно, либо значительно быстрее выходить из строя.
Схема параллельного подключения светодиодов
Параллельное подключение равносильно одновременному подключению отдельных светодиодов, которым совсем «не обязательно знать» о наличии других светодиодов. При этом напряжение источника питания должно превышать падение напряжения на одном светодиоде. Сила тока каждого светодиода может регулироваться индивидуально, выбором сопротивления подсоединенного к нему резистора. Важно, чтобы источник питания «знал», сколько светодиодов к нему подключено, поскольку общая сила тока, которую потребуется от него предоставить, равна сумме токов, протекающих через все светодиоды. Если один из светодиодов выйдет из строя, со свечением остальных ничего не произойдет, поскольку работают они индивидуально. Учтите, что это не относится к параллельным светодиодам, которые питаются от токоограничивающего драйвера! Драйвер стабилизирует ток, выход из строя одной из веток приведет к общему снижению тока. Это снижение драйвер немедленно компенсирует, что приведет к повышению тока на оставшихся ветках. А они могут это и не пережить. По аналогичной причине следует избегать подключения нескольких параллельных светодиодов через один токоограничивающий резистор.
Схема правильного и неправильного параллельного подключения светодиодов
Сопротивление каждого резистора при параллельном подключении светодиодов рассчитывается, повторюсь, так же, как и при подключении одного светодиода.
Параллельное подключение светодиодов не требует высокого напряжения питания, но при его использовании необходимо обеспечить достаточную силу тока. Требуется большее количество деталей, но можно одновременно подключить светодиоды с разными параметрами. Также большее количество токоограничивающих резисторов, которые будут выделять тепло, даст более низкий общий КПД схемы по сравнению с последовательным подключением.
Быстро рассчитать сопротивление резистора при подключении одного или нескольких одинаковых светодиодов поможет предложенная ниже форма онлайн-калькулятора светодиодов.
Расчет резистора для светодиода
Тип подключения:Выбрано: Один светодиод
Общая потребляемая мощность:
Общий ток источника питания:
На резисторах рассеивается:
На светодиодах рассеивается:
КПД схемы:
Требуемая мощность резисторов — очень большая!!
Выбирайте резисторы с номиналом не меньше рассчитанного!
Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор
Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором. Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.
Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеем
Мощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток возду…
Расчет резистора для светодиода
Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:
где:
- V — напряжение источника питания
- VLED — напряжение падения на светодиоде
- I – рабочий ток светодиода
Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:
Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.
Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.
Мы имеем:
- источник питания: 12 вольт
- напряжение светодиода: 2 вольта
- рабочий ток светодиода: 30 мА
Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:
Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).
Последовательное соединение светодиодов
Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.
Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.
Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.
В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.
Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.
Используя закон Ома, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:
Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.
Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)
Параллельное соединение светодиодов
Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.
Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.
И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.
Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода
Этот онлайн калькулятор поможет вам найти нужный номинал резистора для светодиода, подключенного по следующей схеме:
примечание: разделителем десятых является точка, а не запятая
Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора
Сопротивление резистора = (U – UF)/ IF
- U – источник питания;
- UF – прямое напряжение светодиода;
- IF – ток светодиода (в миллиамперах).
Примечание: Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то выберите ближайшее бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.
Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.
Расчет токоограничивающего резистора для светодиода
В данной статье речь пойдет о расчете токоограничивающего резистора для светодиода.
Расчет резистора для одного светодиода
Для питания одного светодиода нам понадобится источник питания, например две пальчиковые батарейки по 1,5В каждая. Светодиод возьмем красного цвета, где прямое падение напряжения при рабочем токе 0,02 А (20мА) равно -2 В. Для обычных светодиодов максимально допустимый ток равен 0,02 А. Схема подключения светодиода представлена на рис.1.
Рис.1 – Схема подключения одного светодиода
Почему я использую термин «прямое падение напряжение», а не напряжение питания. А дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения. Зная эту величину, можно определить оставшееся на светодиоде напряжение. Именно это значение нам нужно применять в расчетах.
Прямое падение напряжение для различных светодиодов в зависимости от длины волны представлено в таблице 1.
Таблица 1 — Характеристики светодиодов
| Цветовая характеристика | Длина волны, нМ | Напряжение, В |
|---|---|---|
| Инфракрасные | от 760 | до 1,9 |
| Красные | 610 — 760 | от 1,6 до 2,03 |
| Оранжевые | 590 — 610 | от 2,03 до 2,1 |
| Желтые | 570 — 590 | от 2,1 до 2,2 |
| Зеленые | 500 — 570 | от 2,2 до 3,5 |
| Синие | 450 — 500 | от 2,5 до 3,7 |
| Фиолетовые | 400 — 450 | 2,8 до 4 |
| Ультрафиолетовые | до 400 | от 3,1 до 4,4 |
| Белые | широкий спектр | от 3 до 3,7 |
Точное значение падения напряжения светодиода, можно узнать на упаковке к данному светодиоду или в справочной литературе.
Сопротивление резистора определяется по формуле:
R = (Uн.п – Uд)/Iд = (3В-2В)/0,02А = 50 Ом.
где:
- Uн.п – напряжение питания, В;
- Uд — прямое падение напряжения на светодиоде, В;
- Iд – рабочий ток светодиода, А.
Поскольку такого сопротивления в стандартном ряду нет, выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 51 Ом.
Чтобы гарантировать долгую работу светодиода и исключить ошибку в расчетах, рекомендую при расчетах использовать не максимально допустимый ток – 20 мА, а немного меньше – 15 мА.
Данное уменьшение тока никак не скажется на яркости свечения светодиода для человеческого глаза. Чтобы мы заметили изменение яркости свечения светодиода например в 2 раза, нужно уменьшить ток в 5 раза (согласно закона Вебера — Фехнера).
В результате мы получим, расчетное сопротивление токоограничивающего резистора: R = 50 Ом и мощность рассеивания Р = 0,02 Вт (20мВт).
Расчет резистора при последовательном соединении светодиодов
В случае расчета резистора при последовательном соединении, все светодиоды должны быть одного типа. Схема подключения светодиодов при последовательном соединении представлена на рис.2.
Рис.2 – Схема подключения светодиодов при последовательном соединении
Например мы хотим подключить к блоку питания 9 В, три зеленых светодиода, каждый по 2,4 В, рабочий ток – 20 мА.
Сопротивление резистора определяется по формуле:
R = (Uн.п – Uд1 + Uд2 + Uд3)/Iд = (9В — 2,4В +2,4В +2,4В)/0,02А = 90 Ом.
где:
- Uн.п – напряжение питания, В;
- Uд1…Uд3 — прямое падение напряжения на светодиодах, В;
- Iд – рабочий ток светодиода, А.
Выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 91 Ом.
Расчет резисторов при параллельно – последовательном соединении светодиодов
Часто на практике нам нужно подключить к источнику питания большое количество светодиодов, несколько десятков. Если все светодиоды подключить последовательно через один резистор, то в таком случае напряжения на источнике питания нам не хватит. Решением данной проблемы является параллельно-последовательное соединение светодиодов, как это показано на рис.3.
Исходя из напряжения источника питания, определяется максимальное количество светодиодов, которые можно соединить последовательно.
Рис.3 – Схема подключения светодиодов при параллельно — последовательном соединении
Например у нас имеется источник питания 12 В, исходя из напряжения источника питания максимальное количество светодиодов для одной цепи будет равно: 10В/2В = 5 шт, учитывая что на светодиоде (красного цвета) падение напряжения — 2 В.
Почему 10 В, а не 12 В мы взяли, связано это с тем, что на резисторе также будет падение напряжения и мы должны оставить, где то 2 В.
Сопротивление резистора для одной цепи, исходя из рабочего тока светодиодов определяется по формуле:
R = (Uн.п – Uд1 + Uд2 + Uд3+ Uд4+ Uд5)/Iд = (12В — 2В + 2В + 2В + 2В + 2В)/0,02А = 100 Ом.
Выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 110 Ом.
Количество таких цепочек из пяти светодиодов параллельно соединенных практически не ограничено!
Расчет резистора при параллельном соединении светодиодов
Данное подключение является не желательным и я его не рекомендую применять на практике. Связано это с тем что, у каждого светодиода присутствует технологическое падение напряжения и даже если все светодиоды из одной упаковке – это не является гарантией, что у них падение напряжение будет одинаково из-за технологии производства.
В результате у одного светодиода, ток будет больше чем у других и если он превысить максимально допустимый ток, он выйдет из строя. Следующий светодиод перегорит быстрее, так как через него уже будет проходить оставшийся ток, распределенный между другими светодиодами и так до тех пор, пока все светодиода не выйдут из строя.
Рис.4 – Схема подключения светодиодов при параллельном соединении
Решить данную проблему можно подключив к каждому светодиоду свой резистор, как это показано на рис.5.
Рис.5 – Схема подключения светодиодов и резисторов при параллельном соединении
Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.
Расчет ограничивающего ток резистора для светодиода, формулы и калькулятор
Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Будем полагать что вы знаете что такое светодиод и какие они бывают.
Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.
Расчет гасящего резистора для светодиода
Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.
Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.
Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.
Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.
Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.
Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):
- красный — 1,8…2В;
- зеленый и желтый — 2…2,4В;
- белые и синие — 3…3,5В.
Допустим что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем — 3В.
Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:
Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В.
Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.
Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:
R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.
В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:
P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.
Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).
Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).
Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 2В = 3В.
R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.
P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.
Простой калькулятор для расчета гасящего резистора
Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:
Форму прислал Михаил Иванов.
Заключение
При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.
Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.
Онлайн калькулятор — расчет резистора для светодиода
Онлайн калькулятор — расчет резистора для светодиода — достаточно востребованная тема. Я сам, являясь лентяем, люблю пользоваться калькуляторами, дабы сократить время на разбор формул и дальнейшие подсчеты, если уже «все сделали за меня».
Мы подготовили для Вас ряд онлайн калькуляторов, которые помогут Вам в дальнейшем понимании светодиодных тем.
Ранее мы рассматривали в статье «расчет резистора» методы расчета данного параметра при различных соединениях светодиодов: последовательном, параллельном, параллельно-последовательном соединениях. И сейчас представляем Вашему вниманию онлайн калькулятор для расчета резистора светодиода, с помощью которого можно подобрать сопротивление и мощность резистора для одного светодиода. Для этого Вам стоит просто правильно заполнить необходимые поля.
Ниже калькулятора можно будет прочитать краткую теорию, как он устроен.
Принимаем конструктивную критику, по любому калькулятору. Сделаем любой на светодиодную тематику, если он нужен, но его нет на нашем сайте. Поправим существующие.
Мы рассмотрели самый простой расчет резистора для светодиода. Но можно расширить наши «хотелки» и поэтому мы сделали еще один калькулятор, неразрывно связанный с этой темой — калькулятор расчета КПД схемы светодиода с ограничительным светодиодом. И наиболее полный — с расчетом тока источника питания.
Работа онлайн калькулятора для расчета резистора светодиода. Теория
Калькулятор работает исключительно на основе закона Ома:
U=I*R
R=U/I где,
R — сопротивление — Ом
U — напряжение — В
I — ток- А
Сейчас посмотрим, как происходит вычисление необходимых параметров:
Предположим, что нам необходим источник для питания светодиодов — 9В.
Падение напряжения светодиода — 1,3В и потребляемым током — 20 мА
Первое, преобразуем мА (потребляемый ток светодиодом) в А: 20/1000=0,02 А
Сопротивление резистора составит:
Чтобы рассчитать резистор нам необходимо преобразовать миллиамперы в амперы:
20 мА=0,02 А.
R=7,7/0.02=385 Ом
На сопротивление рассеивается 7,7 В (9-1,3)
Посчитаем мощность сопротивления:
P=U*I
P=7,7*0.02 A=0.154 Вт
Следовательно, нам необходим резистор со следующими параметрами: R=385 Ом и Р=0,154 Вт.
В принципе, именно такой расчет — самый простой. Однако он может вызвать большое количество вопросов у начинающих. Если у Вас остались какие-то вопросы, то милости просим в «комментарии», проведем дискуссию.
Расчет резистора для светодиода + калькулятор онлайн
Светодиоды относятся к категории нелинейных полупроводниковых приборов. Поэтому правильная и надежная работа обеспечивается стабильным электрическим током. Часто из-за перегрузок светодиоды выходят из строя. Для таких случаев предусмотрено использование ограничительного резистора, последовательно включаемого в цепь. При подключении должна учитываться мощность и номинальное сопротивление. В связи с этим большую роль играет правильный расчет резистора для светодиода, основанный на общих принципах и проводимый по определенной методике.
Теоретический расчет резистора
Прикладываемое напряжение проходит между положительным и отрицательным контактом. Светодиод и резистор при последовательном соединении будут пропускать через себя одинаковый ток. В соответствии с законом Ома, сила тока находится в прямой пропорциональной зависимости от напряжения и обратно пропорциональна сумме сопротивлений резистора и светодиода.
Формула выглядит следующим образом:
Знак R обозначает сопротивление резистора, а RLED является дифференциальным сопротивлением светодиода. Следовательно, сопротивление резистора при установленном значении тока рассчитывается по формуле:Светодиод обладает дифференциальным сопротивлением, зависимым от нелинейной вольт-амперной характеристики. Сопротивление светодиода постоянному току есть переменная величина, снижающаяся при росте напряжения. Таким образом, значение дифференциального сопротивления характерно для отдельной точки на графике вольт-амперной характеристики. Рассчитать резистор можно по формуле , где ULED есть прямое напряжение светодиода.
Подбор сопротивления еще выполняется графическим путем. Как пример рассматривается рабочий ток в 100 мА и напряжение в 5В. На графике отмечают точку тока в 100 мА и проводят через нее и точку напряжения 5В прямую от оси абсцисс до того, пока она не пересечется с осью ординат. В точке пересечения определится значение тока в 250 мА. По формуле закона Ома сопротивление резистора рассчитывается как R=U/Iкз или 5В/0,25А=20 Ом. Перед расчетами единицы измерения приводятся к единым значениям.
Расчеты сопротивления на практике
Для расчетов сопротивления резисторов разработаны специальные программы, в которые вводятся исходные данные. Результаты рассчитываются автоматически и дают точные показатели.
При отсутствии программы расчеты выполняются вручную с применением специальных таблиц. В качестве примера можно взять светодиод белого цвета для работы с номинальным током 350 мА и напряжением 12 вольт. По таблице определяется прямое падение напряжения при заданном токе. Типовым значением в таблице будет 3,2 В, а максимальным – 3,9 В. Между ними могут быть и другие промежуточные значения. Но более вероятен ток в 3,2 В, поэтому для расчетов применяется именно это значение.
Применяя формулу R = (12В – 3,2В) /0,35А = 25,1 Ом. Значение, указанное в таблице составляет 24 Ом, поэтому, при необходимости, в цепь можно добавить один последовательно включенный резистор сопротивлением 1 Ом. Кроме использования таблицы, нужно измерять реальные значения токов и сопротивлений. Все это в совокупности дает точные результаты.
Когда проводится расчет резистора для светодиода, учитывается номинальная мощность рассеивания, с минимальным запасом 30%. Данный запас позволяет избежать перегрева. При затрудненном отводе тепла и низкой конвекции этот показатель должен быть еще выше.
Подобрать нужный резистор можно с помощью амперметра и магазина сопротивлений. Оба прибора включаются последовательно в цепь вместе со светодиодом и подключаются к источнику питания. Значение сопротивления устанавливается на максимум, после чего его нужно постепенно уменьшать. В течение этого периода яркость светодиода или сила тока приобретают нужные качества. На основании полученных данных выбирается необходимый номинал резистора.
Калькулятор резисторов для светодиодов
| Извините, эта страница не существует. Сообщите нам, где была неправильная ссылка.
Спасибо. Вот наша карта сайта:
|
| Извините, эта страница не существует.Сообщите нам, где была неправильная ссылка.
Спасибо. Вот наша карта сайта:
|
Светодиодный калькулятор.Расчет токоограничивающих резисторов для одиночного светодиода и светодиодной матрицы • Электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы • Онлайн-преобразователи единиц
Определения и формулы, используемые для расчета
Одиночный светодиод
Светодиод (LED) — это полупроводник источник с двумя или более отведениями. Монохромные светодиоды обычно имеют два вывода, двухцветные светодиоды могут иметь два или три вывода, а трехцветные светодиоды и RGB-светодиоды обычно имеют четыре вывода. Светодиод излучает свет, когда на его выводы подается подходящее напряжение.
Обычный инфракрасный светодиод и его электронный символ. Квадратный полупроводниковый кристалл устанавливается на отрицательный (катодный) вывод. Тонкий провод соединяет квадратный полупроводниковый кристалл с положительным (анодным) выводом.
Для питания одного светодиода используется простая схема светодиода с последовательным токоограничивающим резистором. Резистор необходим, потому что падение напряжения на светодиоде приблизительно постоянно в широком диапазоне рабочих токов.
| Цвета светодиодов, материалы, длина волны и падение напряжения | |||
|---|---|---|---|
| Цвет | Полупроводниковый материал | Длина волны | Падение напряжения |
| Инфракрасный | Арсенид галлия (73 нм) 850–173 | ||
| Красный | Фосфид арсенида галлия (GaAsP) | 620–700 нм | 1.От 6 до 2,0 В |
| Янтарь | Фосфид арсенида галлия (GaAsP) | 590–610 нм | от 2,0 до 2,1 В |
| Желтый | Фосфид арсенида галлия (GaAsP) От 2,1 до 2,2 В | ||
| Зеленый | Фосфид алюминия-галлия (AlGaP) | 500–570 нм | от 1,9 до 3,5 В |
| Синий | Нитрид индия-галлия (InGaN) | 9505n .48–3,6 В||
| Белый | Светодиоды RGB или люминофор | Широкий спектр | 2,8–4,0 В |
Светодиоды и резисторы в схемах ведут себя по-разному. Поведение резистора линейно, согласно закону Ома
Вольт-амперные характеристики типичного светодиода разных цветов
Если напряжение на резисторе увеличивается, пропорционально увеличивается и ток (мы предполагаем, что номинал резистора остается равным одно и тоже).С другой стороны, светодиоды ведут себя иначе. Они ведут себя как обычные диоды согласно показанной на рисунке кривой вольт-амперной характеристики светодиодов разных цветов. Кривые показывают, что ток через светодиод не прямо пропорционален напряжению на нем. Ток через светодиод экспоненциально зависит от прямого напряжения. Это означает, что только небольшое изменение напряжения вызовет большое изменение тока.
Когда прямое напряжение светодиода небольшое, его сопротивление очень велико.Если напряжение достигает характерного значения прямого напряжения, указанного в технических характеристиках, светодиод «включается», и его сопротивление быстро падает. Если приложенное напряжение немного больше, чем прямое напряжение светодиода, прямое напряжение превышает рекомендуемое значение, которое может составлять от 1,5 до 4 В для светодиодов разных цветов. В этом случае сила тока быстро возрастает и диод может выйти из строя. Чтобы ограничить этот ток, последовательно со светодиодом подключается резистор, чтобы поддерживать ток на определенном уровне, указанном в технических характеристиках светодиода.
Расчеты
Прямоугольный светодиод с плоской вершиной, используемый в таких приложениях, как отображение гистограмм
Значение резистора ограничения последовательного тока R s можно рассчитать с использованием формулы закона Ома, в которой напряжение питания V s компенсируется прямым падением напряжения на диоде V f :
где V s — напряжение источника питания (например, 5 В USB-питание) в вольтах, V f — прямое падение напряжения светодиода в вольтах, а I — ток светодиода в амперах.И V f и I f можно найти в спецификациях производителя светодиодов. Типичные значения В, , и показаны в таблице выше. Типичный ток светодиодов, используемых для индикации, составляет 20 мА.
После расчета номинала резистора из предпочтительных номеров резисторов выбирается ближайшее более высокое стандартное значение. Например, если наш расчет показывает, что нам нужен резистор R s = 145 Ом, мы возьмем резистор R sp = 150 Ом.
Токоограничивающий резистор рассеивает некоторую мощность, которая рассчитывается как
Оранжевые светодиоды, обычно используемые в маршрутизаторах для отображения скорости 10/100 Мбит / с; зеленые светодиоды показывают скорость 1000 Мбит / с
Обычно мощность резистора выбирается близкой к удвоенной величине, рассчитанной здесь. Например, если значение мощности составляет 0,06 Вт, мы выберем резистор с номинальной мощностью 0,125 или 1/8 Вт.
Теперь мы рассчитаем КПД, который покажет, какая часть общей мощности потребляется в схеме используется светодиод.Мощность, рассеиваемая светодиодом:
Общая потребляемая мощность
КПД схемы светодиода
Чтобы выбрать источник питания, мы рассчитаем ток, потребляемый от источника питания:
Светодиодная лента с 5050 диодов; цифры 50 и 50 указывают длину и ширину чипа в миллиметрах; резисторы на 150 Ом предварительно установлены на полосе.
Светодиодные матрицы
Один светодиод можно управлять с помощью токоограничивающего резистора.Светодиодные матрицы, которые все чаще используются для освещения помещений, подсветки компьютерных мониторов и телевизоров, а также для других целей, требуют специализированных источников питания. Все мы привыкли к источникам питания со стабилизацией напряжения. Однако источники питания для управления светодиодами должны стабилизировать их ток, а не напряжение. В любом случае в светодиодных массивах всегда используются токоограничивающие резисторы.
Если для приложения необходимо более одного светодиода, можно использовать цепочки из нескольких светодиодов, соединенных последовательно. Для цепочки светодиодов, соединенных последовательно, напряжение источника должно быть больше или равно сумме напряжений на отдельных светодиодах.Если он больше, то можно использовать один токоограничивающий резистор на цепочку. Ток через каждый диод идентичен, что обеспечивает равномерную яркость. Как правило, лучше, если все последовательно соединенные светодиоды будут одного типа.
Однако в случае отказа одного светодиода в разомкнутом состоянии, который является наиболее распространенным режимом отказа, вся цепочка светодиодов гаснет. В некоторых конструкциях для предотвращения этого используется специальное устройство защиты от шунта. Для этого можно использовать стабилитроны, включенные параллельно каждому светодиоду.Этот подход хорош для маломощных светодиодов, но для мощных светодиодов, используемых, например, в уличном освещении, этот подход не рентабелен, и необходимо использовать более сложные шунтирующие устройства защиты. Конечно, это увеличивает затраты и требования к пространству. В настоящее время (2018 г.) можно наблюдать, что светодиодные уличные фонари с плановым сроком службы 10 лет служат не более года. То же касается и бытовых светодиодных ламп, в том числе ламп известных производителей.
Эта светодиодная лента используется для подсветки ЖК-панели телевизора; две такие планки устанавливаются с двух сторон от панели экрана.Такая конструкция позволяет использовать самые тонкие дисплеи. Обратите внимание, что телевизоры с ЖК-панелями со светодиодной подсветкой обычно продаются как светодиодные телевизоры. Настоящие светодиодные телевизоры используют OLED-дисплеи.
При вычислении необходимого сопротивления токоограничивающего резистора R s необходимо учитывать все падения напряжения на каждом светодиодах. Например, если падение напряжения на каждом светящемся светодиоде составляет 2 В и мы подключили пять светодиодов последовательно, то общее падение напряжения на всех пяти будет 5 × 2 = 10 В.
Несколько одинаковых светодиодов также могут быть подключены параллельно. Параллельные светодиоды должны иметь согласованное прямое напряжение В, , и , в противном случае через них не будет одинакового тока, и, следовательно, их яркость будет разной. Для параллельного подключения светодиодов рекомендуется последовательно с каждым диодом подключить токоограничивающий резистор. При параллельном подключении отказ одного диода из-за обрыва цепи не приведет к потере света всего набора диодов — он будет работать в обычном режиме.Другой проблемой полностью параллельного соединения является выбор эффективного низковольтного и сильноточного источника питания, который при той же номинальной мощности может быть более дорогим, чем обычные источники питания для более высоких напряжений и более низких токов.
В этом обычном светодиодном светильнике для уличного освещения 8 цепочек по 5 мощных светодиодов, всего 40 светодиодов, приводятся в действие эффективным источником постоянного тока; обратите внимание, что две гирлянды (верхняя левая и нижняя правая) темные в этом приспособлении, установленном всего пару месяцев назад, потому что в каждой из них вышел из строя один диод и устройства защиты не используются или не работают
Если число светодиодов в последовательной строке N светодиодов в строке (обозначено как N s в поле ввода) не введено, то оно будет определено здесь.Максимальное количество светодиодов в последовательности N светодиодов в строке max для данного напряжения источника питания В с и прямого напряжения светодиода В f :
Если количество Светодиодов в последовательной строке N Светодиодов в строке (обозначается как N s в поле ввода), затем максимальное количество светодиодов в последовательной строке N светодиодов в строке max определяется как
А 3014 (3.0 × 1,4 мм) SMD-светодиоды, используемые в ЖК-телевизорах со светодиодной подсветкой
Количество строк с максимальным количеством светодиодов в строке N строк :
Количество светодиодов в оставшейся более короткой строке N светодиоды остатка :
Если N светодиодов остатка = 0, то дополнительной строки не будет.
Сопротивление токоограничивающего резистора для цепочек с макс. количество светодиодов:
Сопротивление токоограничивающего резистора для цепочек с меньшим количеством светодиодов, чем макс.количество светодиодов :
Общая мощность P Светодиод , рассеиваемый всеми светодиодами :
Мощность , рассеиваемая резисторами :
Гибкие светодиоды общественное место; светодиодный дисплей использует матрицу светодиодов в качестве пикселей; из-за очень высокой яркости светодиодов они обычно используются на открытом воздухе в качестве рекламных щитов или достопримечательностей на шоссе, которые видны при ярком солнечном свете.Светодиодные дисплеи также могут обеспечивать общее освещение и часто используются в качестве фото- и видеосвета с переменной цветовой температурой
Номинальная мощность определяется с коэффициентом безопасности k = 2, что обеспечивает надежную работу резистора. Выберите номинальную мощность резистора, которая в два раза превышает расчетную мощность из следующих значений: 0,125; 0,25; 0,5; 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 50 Вт.
Расчет общей мощности P R , рассеиваемой всеми резисторами :
Расчет общей мощности P всего , рассеиваемое массивом :
Расчет тока , потребляемого массивом от источника питания :
Расчет эффективности массива :
Вас также может заинтересовать преобразователи яркости, силы света и освещенности.
LED_calculators
Будучи твердо убеждены в том, что «никогда не бывает слишком много инструментов», мы добавил несколько калькуляторов ниже, чтобы помочь вам быстро вычислить соответствующие информация, необходимая для правильного использования наших светодиодов.
Чтобы использовать эти калькуляторы, ваш веб-браузер должен поддерживать JavaScript. Большинство новых версий Internet Explorer и Netscape должны нет проблем.
Вычислитель LED — РЕЗИСТОР вычисляет номинал резистора (Ом) и размер (Вт) для желаемого тока светодиода, напряжение устройства (Vd) и напряжение питания (Vs).
Калькулятор LED — ТЕКУЩИЙ вычисляет ток и мощность резистора для данного сопротивления, а также напряжения устройства / питания. Это удобный инструмент для пересчета тока, если вам нужно оставаться в определенных пределах. спецификация мощности.
Светодиод — Калькулятор MCD вычисляет изменение тока светодиода, необходимого для изменения яркости светодиода (выход mcd). Светодиод — Затем можно использовать калькулятор РЕЗИСТОРА для определения необходимых значений резистора. для этого нового светодиодного тока.Подробности см. Ниже.
ВАЖНО: Если несколько светодиодов должны быть подключены последовательно, сложите напряжения их устройств, чтобы получить значение Vd .
Уровни яркости светового потока светодиодов измеряются в милликанделах. Наши светодиоды должны иметь заданную яркость при заданном номинальном значении. значение тока (мА или миллиампер), которое не приведет к перегрузке светодиода и сокращению это жизнь. Все наши светодиоды имеют номинальный (рекомендуемый) ток. значение 20 мА (двадцать тысячных усилителя).Если ток, потребляемый светодиодом, изменяется (вверх или вниз), его яркость (значение mcd) изменится. Производители наших светодиодов контролировать свои процессы так, чтобы светодиоды были разумно линейными по этому мкд / току. отношение. По большей части это верно примерно для 2 или 3 мА на всем пути. примерно до 30 мА. Чтобы лучше это понять, воспользуемся нашим 2×3 Супер-белый светодиод в качестве примера. Производитель указывает, что этот светодиод должен иметь выходная яркость 320 мкд при 20 мА. Если уменьшить ток, светодиод потребляет до 10 мА его яркость будет снижена примерно до 160 мкд (примерно наполовину).Если мы спустимся к 5 мА, она упадет примерно до 80 мкд (около 1/4 яркости). Наоборот, если бы мы позволили светодиоду потреблять 25 мА, его выходная мощность увеличилась бы примерно до 400мкд (на 25% ярче).
Несколько слов о сроке службы светодиодов …
При нормальных условиях эксплуатации (не перегреваться при пайке и ограничен током 20 мА), наши светодиоды могут прослужить в среднем, около 80 000 часов, прежде чем яркость начнет существенно уменьшаться.Некоторый производители указывают срок службы своих светодиодов 100000 часов, но если вы посмотрите на мелким шрифтом или поговорите с их инженерами, вот тогда их светодиод полностью погаснет. темный (нет вывода). Кроме того, 80 000 часов — это немногим более 27 лет, если вы должны были использовать устройство по 8 часов каждый божий день! К тому времени, мы, вероятно, все равно захотим переделать наш проект.
Одна вещь, которая напрямую влияет на ожидаемый срок службы светодиода, — это ток, который он рисует. Если мы будем использовать светодиод при пониженном токе, мы увеличим это жизнь еще дальше.На значительно пониженных уровнях он может длиться почти бесконечно!
И наоборот, если мы позволим ему видеть ток выше номинального значения (20 мА), его жизнь будет намного короче. К сожалению, связь между LED срок службы и ток нелинейный как отношение между током и яркость. Эксплуатация светодиода на 50% выше номинального уровня тока или 30 мА, может сократить жизнь на 80% . Будет очень ярко, но не на длинные … Если вы планируете использовать наши светодиоды с током выше 30 мА, они могут вести себя как лампы-вспышки.
Однако (да, еще одно), вы можете подвергать светодиоды невероятно огромные уровни тока (175 мА) при условии, что это импульсный ток на 1/10 рабочий цикл, ширина импульса 0,1 мс (одна десятитысячная секунды). Пульсирующие светодиоды это обсуждение в другой раз. Кроме того, эти уровни яркости (подавляющая яркость) действительно не поддаются приложения в модельном железнодорожном транспорте.
Ладно, зачем вообще возиться с яркостью светодиода? …
Ну, потому что бывают ситуации, когда это может сильно повлиять на визуальный эффект, который вы хотите представить. Вот несколько примеров:
- Светофор . С нашими микро светодиодами мы можем создать трафик сигнал, который является полностью функциональным в масштабе N и размером прототипа. Мы может даже включать функцию «ходить / не ходить», которую можно увидеть в большинстве случаев. Наш Микро светодиоды имеют выходную яркость: красный — 20 мкд, желтый — 15 мкд и Зеленый 2мкд.Означает ли это, что красный в 10 раз ярче зеленого? Ну да, но … Мы не видим его в 10 раз ярче, потому что наш глаза гораздо более чувствительны к зеленому спектру, чем к красному. Следовательно, нам нужно уменьшить выход красного светодиода примерно на 50-70% до сбалансированность внешнего вида для реалистичного вида. Мы также хотим уменьшить Желтого изрядное количество. Мы могли бы увеличить зеленый цвет, но мы его сократим. жизнь, и это легко увидеть на стандартном уровне яркости.
Если бы мы вообразили и включили также огни «Ходить / Не ходить», они обычно оранжевые для «Не делать» и белые для «Ходить». Для этого мы бы используйте два Micro (или Nano) супербелых светодиода и тонируйте «Don’t» с помощью Tamiya. Очистите оранжевый цвет, а затем существенно уменьшите вывод mcd. Свет «Прогулка» останется белым, но мы бы очень сильно понизили яркость. Таким образом, мы сможем полюбоваться всем сигналом, не отвлекаясь. одной из его особенностей.Довольно круто, да?
- Освещенная деталь в окне здания . Предположим, у нас есть витрина в витрине магазина, или телефонная будка в переулке, или свет верстака в гараже с открытой дверью. Микро и нано Сверхбелые светодиоды из-за своего размера идеально подходят для таких приложений, но могут быть слишком ярким. Если вы осветите витрину магазина прожектором интенсивности, это может ослабить тонкое настроение, которое вы пытаетесь передать. Верстак свет, похожий на галогенный фонарик, может закрывать глаза от инструментов на скамейка.В любом случае, вы видите, куда мы идем, иногда лучше меньше, да лучше.
Цветные световые струны в партии подержанных автомобилей . Поскольку наши светодиоды Nano настолько малы, мы можем делать некоторые по-настоящему креативные вещи с ними. Используя две цепочки светодиодов, каждый из которых соединен последовательно, мы сделаем Красная цепочка из четырех светодиодов на расстоянии примерно 3/4 дюйма между каждым светодиодом. Мы используем наш №38. магнитный провод. Затем мы сделаем еще одну цепочку из трех желтых светодиодов, расположенных между те же 3/4 дюйма. Мы оставим 6-8 дюймов дополнительной проволоки на концах каждой струны.Сейчас мы положите две струны, одну поверх другой, чтобы светодиоды чередовались Красный / желтый / красный / желтый / красный / желтый / красный и расположены равномерно. Мы будем крутить две пряди вместе (не слишком туго), удерживая их прямо. Следующий, покрасим скрученные провода Poly-Scale Night Black. Если мы приостановим это сборка между двумя вертикальными стойками (или наша трубка 0,018 дюйма с опорными тросами), у нас будет струна из семи источников света, которая будет охватывать почти 50 футов шкалы N. Следующий мы выберем соответствующий резистор для каждой (красной или желтой) «подстроки» соединение, чтобы убедиться, что одно уравновешивает другое, и ни то, ни другое слишком яркий.Две или три таких нити вокруг нескольких автомобилей и грузовиков на небольшой пустырь в центре города действительно привлек бы внимание.
Световые вывески на барах, гостиницах, ресторанах и т. Д. . Примерно с 1930-х годов было обычным явлением видеть деловые знаки с отдельные огни вокруг них. Стрелки, созданные из отдельных лампочек, акцентные цветные огни, стратегически размещенные на знаках и рядом с ними и т. д. что кто-то мог пофантазировать, чтобы привлечь внимание к своему заведению, было сделано с огнями в той или иной форме.С нашими светодиодами Micro и Nano, а также бесконечное количество возможных цветов, которые можно смешивать с помощью прозрачного акрила Tamiya Краски, теперь мы можем воспроизвести практически любую из этих ловушек, чтобы улучшить нашу сцены. Мы можем использовать последовательную, параллельную и последовательную / параллельную проводку для создания практически любое сочетание освещения, которое мы выберем. Добавив возможность регулировки интенсивности, мы можем сбалансировать и усилить создаваемый эффект для достижения абсолютно впечатляющие результаты.
Поиграйте с числами…
Как только вы почувствуете себя комфортно с калькуляторами, их станет легко использовать. поэкспериментируйте с различными значениями сопротивления / тока / мощности / мкд, чтобы соответствовать конкретным критерии, которые вы ищете. Очень быстро повторно ввести один или два из значения в окнах ввода калькулятора и щелкните, чтобы пересчитать. Безусловно легче, чем иметь повторно вводите все в свой настольный калькулятор каждый раз или работайте с этим с карандаш и бумага.
Вот пример некоторых «настроек», которые мы сделали на Като Amtrak Superliner с салоном и EOT фары:
Немного поэкспериментировав, мы выяснили, что при использовании нашего супербелого светодиода 2×3 (выход mcd 320 при токе 20 мА) светоотдача ~ 240-250 мкд была вполне достаточной для полностью осветить салон автомобиля.Автомобиль был бы явно освещен, но не чрезмерно яркий, чтобы не выглядеть прототипом или «игрушечным».
Схема, которую мы разработали для этого проекта (это схема), включает в себя мостовой выпрямитель. Диоды в мостовом выпрямителе, «фильтровать» напряжения переменного или постоянного тока до постоянного постоянного напряжения (необходимого для светодиодов) иметь небольшое падение напряжения около 0,6 вольт. То есть, если мы подключим мост выпрямитель, даже при использовании простого постоянного тока на входе, его выход будет около 0,6 вольт ниже, чем на входе.Это неотъемлемая характеристика большинства кремниевых сигналов. и выпрямительные диоды. В нашем тестовом треке DCC используется контроллер Digitrax DCS100. питание от блока питания MRC Control Master 20 (довольно стандартная штука). Наш мостовой выпрямитель, подключенный через дорожку, имел выходное напряжение 11,4 В постоянного тока, поэтому вход должен был быть на 12 вольт. Используя это как напряжение источника светодиода, мы приступил к испытаниям схемы с различными ограничивающими резисторами. После пробежки Проведя несколько расчетов и несколько тестов, было определено, что резистор 510 Ом подойдет и принесет дополнительную пользу.
Чтобы запустить наш светодиод 2×3 на полном выходе из микроконтроллера, нам понадобится резистор 390 Ом, чтобы дать 20 мА при 11,4 В. С помощью калькулятора тока светодиода и замены 510 Ом резистор для значения 390 дает нам результат 15,3 мА (около 76% от 20 мА). Помните, что светоотдача светодиодов довольно линейна как функция тока (мА). 15,3 мА составляет ~ 76% от 20 мА, поэтому 76% от 320 мкд составляет около 245 мкд. Тестирование доказало это очень удовлетворительный выход для освещения салона автомобиля.
Теперь вот дополнительное преимущество.Если бы мы использовали резистор на 390 Ом на полную Выход светодиода, быстрый расчет определяет, что нам понадобится резистор, способный мощность 156 милливатт. Поскольку это нестандартная мощность, нам потребуется резистор на 1/4 ватта (0,25). Однако при использовании 510 Ом резистор, уменьшенный ток в цепи требует всего 119 милливатт резистор, так что 1/8 ватт (0,125) будет работать нормально. Обычно это резистор перегреется, но мы припаяли его одну сторону к одной ножке мостовой выпрямитель, а другая сторона подключена к проводу №30.Оба действуют как тепло раковины, чтобы помочь отвести излишнее тепло.
Если максимальная яркость светодиода не всегда необходима, у вас будет место для игр с числами и может оказаться полезным сделать это.
Светодиодный резистор, калькулятор omline и формулы
Онлайн-калькулятор и формулы для расчета последовательного резистора светодиода
Рассчитать резистор серии светодиода
Светодиоды обычно управляются через последовательный резистор.Последовательный резистор должен быть подобран таким образом, чтобы напряжение питания и максимально допустимый ток не превышались. Вы можете рассчитать размер резистора на этой странице.
|
Legende
\ (\ displaystyle V_S \) Источник напряжения
\ (\ displaystyle V_D \) напряжение светодиода
\ (\ displaystyle I_D \) Максимальный ток светодиода
\ (\ Displaystyle R_V \) Последовательное сопротивление
\ (\ displaystyle P_V \) Номинальная мощность последовательного сопротивления
Формулы для резистора серии LED
| Последовательное сопротивление | \ (\ Displaystyle R_v = \ гидроразрыва {V_S — V_D} {I_D} \) | |
| Номинальная мощность последовательного сопротивления | \ (\ Displaystyle P_v = (V_S — V_D) · I_D \) | \ (\ Displaystyle = I_D ^ 2 · R_v \) |
|
Инструмент для расчета резисторов серии
— Apogeeweb
В электронике простейшая схема для питания светодиода использует источник напряжения с последовательно включенным резистором и светодиодом.Чтобы найти требуемый последовательный резистор, введите напряжение отдельного светодиода, желаемый ток и общее напряжение питания.
Следующие важные формулы для проектирования электроники:
Закон Ома
Для расчета резистора
где
В S — напряжение источника, измеренное в вольтах (В).
В f — это падение напряжения на светодиодах, измеренное в вольтах (В).
I f — ток через светодиод, измеренный в амперах (Ампер / А).
R — сопротивление, измеряемое в Ом (Ом).
Этот калькулятор основан на калькуляторе закона Ома , но учитывает падение напряжения на светодиодах. Кроме того, ток через светодиод равен току резистора, потому что ток постоянный. Таким образом, вы сможете подобрать подходящий резистор для светодиодных светильников.
Люди тоже спрашивают (Q&A)
1. Как рассчитать резистор в серии светодиодов?
Значение правильного резистора для последовательных светодиодов — это напряжение питания (давление) за вычетом общего давления, потребляемого всеми выключенными светодиодами (падение напряжения на одном светодиоде, раз на общее количество светодиодов), этот ответ затем делится на ток светодиода (поток электронов), необходимый для схемы.
2. Должен ли резистор стоять до светодиода?
Неважно! Резистор может быть установлен до или после светодиода, и он все равно будет его защищать.Видите ли … ток, который выходит из батареи, всегда равен току, который течет обратно в батарею. Ток через резистор такой же, как ток через светодиод.
3. Нужен ли резистор для светодиода? Резисторы
в схемах светоизлучающих диодов (СИД): СИД (светоизлучающий диод) излучает свет, когда через него проходит электрический ток. Балластный резистор используется для ограничения тока через светодиод и предотвращения его возгорания. Если источник напряжения равен падению напряжения светодиода, резистор не требуется.
4. Есть ли резисторы на положительной или отрицательной стороне светодиода?
Поскольку этот резистор используется только для ограничения тока в цепи, его можно разместить с любой стороны светодиода. Размещение резистора на положительной (анодной) стороне резистора не будет иметь никакого эффекта, чем размещение резистора на отрицательной (катодной) стороне светодиода.
5. Встроены ли в светодиодные ленты резисторы?
Обычно в светодиодную ленту встроены резисторы, и вы просто обеспечиваете 12 В или 5 В, или что-то еще, на что полоса рассчитана.
6. Светодиоды работают от постоянного или переменного тока?
В большинстве случаев светодиоды работают от источника постоянного тока. Светодиоды потребляют постоянный ток для получения света; при переменном токе светодиод будет гореть только тогда, когда ток течет в правильном направлении. Подача переменного тока на светодиод заставит его мигать и выключаться, а при высокой частоте светодиод будет гореть постоянно.
7. Куда идет резистор на светодиоде?
Резистор может быть с любой стороны светодиода, но он должен присутствовать. Когда два или более компонента подключены последовательно, ток будет одинаковым для всех, поэтому не имеет значения, в каком порядке они находятся.
8. Зачем светодиодам нужны токоограничивающие резисторы?
Токоограничивающий резистор помогает смягчить эффект увеличения напряжения благодаря своей линейной ВАХ. Кроме того, резисторы ведут себя противоположно светодиодам в зависимости от их температуры — с повышением температуры увеличивается и сопротивление.
9. Нужен ли резистор для светодиода на 12 В?
Какой резистор нужен для того, чтобы зажечь светодиод с напряжением 12 В? Обычно вы хотите минимизировать потери, поэтому вы подключаете как можно больше светодиодов последовательно, чтобы потреблять предоставленное напряжение, затем вы используете резистор, чтобы ограничить ток до правильного значения.Белые светодиоды обычно используют 3,0 вольта.
10. Какой резистор мне нужен, чтобы понизить 12В до 5В?
Поместите два резистора последовательно со вторым номиналом резистора (5/7) первого номинала резистора. Поместите резисторы между 12В и землей, и тогда вы получите 5В в точке между ними. Это очень грубый способ сделать это. Он не регулируется, поэтому выходное напряжение будет зависеть от входного напряжения.
11. Резистор какого размера следует использовать со светодиодом?
Основы: Подбор резисторов для светодиодов
12.Как рассчитать резистор для светодиода?
Мы будем использовать следующую формулу для определения номинала резистора: резистор = (напряжение батареи — напряжение светодиода) / желаемый ток светодиода. Для типичного белого светодиода, который требует 10 мА при питании от 12 В, значения следующие: (12–3,4) /. 010 = 860 Ом. Чтобы использовать несколько светодиодов параллельно, просуммируйте текущие значения.
13. Какая формула для резистора?
Уравнение резистора серии
Rtotal = R 1 + R 2 + R 3 +….. Rn и т. Д. Обратите внимание, что полное или эквивалентное сопротивление RT оказывает такое же влияние на схему, как и исходная комбинация резисторов, поскольку представляет собой алгебраическую сумму отдельных сопротивлений.
14. Что произойдет, если не использовать резистор со светодиодом?
При подключении светодиода вы всегда должны использовать токоограничивающий резистор для защиты светодиода от полного напряжения. Если вы подключите светодиод напрямую к 5 вольт без резистора, светодиод будет перегружен, он будет некоторое время очень ярким, а затем перегорит.
15. Нужны ли резисторы для светодиодных лент?
Помимо светодиодов, также необходим один или несколько токоограничивающих резисторов, чтобы гарантировать, что светодиодная лента не перейдет в режим перегрузки по току. Резистор также включен последовательно со светодиодами, и его значение сопротивления рассчитывается таким образом, чтобы он также потреблял примерно 3 вольта.
16. Как рассчитывается сопротивление светодиода?
Чтобы рассчитать резистор, необходимый для простой цепи светодиода, просто снимите падение напряжения с напряжения источника, а затем примените закон Ома.
17. Как выбрать резистор для светодиода?
В следующем примере светодиод с напряжением 2 вольта и силой тока 20 миллиампер должен быть подключен к источнику питания 12 вольт. Балластный резистор можно рассчитать по формуле: резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение недоступно, выберите следующее значение, которое выше.
18. Каков максимальный ток для светодиода?
20 мА
Для светодиодов стандартного диаметра 5 мм максимальный ток обычно составляет 20 мА, поэтому значения 10 мА или 15 мА подходят для многих цепей.
19. Следует ли подключать светодиодные фонари последовательно или параллельно?
Компоненты серииимеют одинаковый ток через них, но колеблющиеся напряжения. Вообще говоря, в большинстве светодиодных светильников используется последовательно-параллельная комбинация. В идеале, для надежности и согласованного освещения, было бы лучше иметь одну полосу светодиодов, все последовательно подключенные к драйверу постоянного тока.
20. Как рассчитать номинал резистора для серии светодиодов?
В этом видео объясняется, как рассчитать значение сопротивления светодиодов для последовательной и параллельной цепей.Перед использованием светодиодов в цепи очень важно выбрать правильное значение сопротивления, иначе светодиод может перегореть.
R / C Расчеты
Этот калькулятор поможет вам выбрать подходящий резистор (резисторы), необходимый для безопасного подключения одного или нескольких светодиодов к источникам питания различных номиналов.
Введите расположение светодиодов, количество светодиодов, напряжение питания, значения Vf и If светодиодов. Значения Vf и If указаны на упаковке светодиода. Нажмите кнопку, и появится схема, показывающая, как расположить компоненты.Также будет рассчитано значение сопротивления.
Светодиодный калькулятор, использующий цепь постоянного тока
Этот калькулятор поможет вам выбрать подходящий резистор, необходимый для безопасного подключения одного или нескольких светодиодов к источникам питания различных номиналов. Несмотря на то, что эта версия немного сложнее, она обеспечивает лучший контроль над током независимо от уровня заряда источника питания.
Введите расположение светодиодов, количество светодиодов, напряжение питания, значения Vf и If светодиодов.Значения Vf и If указаны на упаковке светодиода. Нажмите кнопку, и появится схема, показывающая, как расположить компоненты. Также будет рассчитано значение сопротивления.
Другая полезная информация о светодиодах
- Светодиодная проводка На рисунке ниже показаны схематический символ и физический светодиод.
Положительный (+) анодный вывод длиннее отрицательного (-) катодного вывода. Также на корпусе объектива имеется плоское пятно с отрицательной стороны.
Если вы все еще не можете определить, какой из выводов отрицательный, вы можете временно подключить светодиод к батарее 9 В вместе с резистором на 330 Ом.
Не о чем беспокоиться, если вы случайно зацепите его задом наперед: это просто не сработает.
- Светодиодные формулы Ниже приведены формулы, используемые на этой странице:
светодиодов последовательно:
Значение резистора = (В питание — (В f X LED_count)) / I f
Мощность резистора = I f 2 X resistor_valueсветодиодов параллельно с общим резистором:
Значение резистора = (V питание -V f ) / (I f X LED_count)
Мощность резистора = (I f 2 X LED_count) x resistor_valueСветодиоды, подключенные параллельно с отдельными резисторами:
Значение резистора = (В питание -V f ) / I f
Мощность резистора = I f 2 x резисторГде:
resistor_value = сопротивление в омах
В питание = напряжение питания в вольтах
В f = прямое напряжение светодиода в вольтах
I f = прямой ток светодиода в амперах
LED_count = количество используемых светодиодов - Использование линейного регулятора напряжения Формулы в первом калькуляторе выше предполагают постоянное напряжение, но на самом деле батарея будет иметь три состояния напряжения: полностью заряженное напряжение, номинальное напряжение и разряженное напряжение.Например, если вы используете липо-пакет 4s, эти напряжения будут составлять 16,8 В (4,2 В / элемент), 14,8 В (3,7 В / элемент) и 12 В (3,0 В / элемент) соответственно. Если резистор выбран на основе номинального значения, светодиод будет ярче при подключении к полностью заряженной батарее и тусклее, когда батарея почти разряжена.
Это можно исправить с помощью линейного регулятора напряжения. Это позволит поддерживать постоянное выходное напряжение независимо от уровня заряда аккумулятора. Таким образом, если стабилизатор 5 В используется в 3-секундном липо-блоке, выходное напряжение останется постоянным 5 В, даже если батарея будет колебаться от 12.От 6В до 9В.
RadioShack имеет две недорогие версии; LM7805 (5 В) и LM7812 (12 В). LM7805 будет использоваться, если напряжение батареи составляет от 2 до 4 с липо (6-12 никель-металлгидридных элементов). LM7812 может использоваться с 5s липо (15 NiMH ячеек) или выше. Идея состоит в том, чтобы выбрать стабилизатор, выход которого как минимум на 1,5 В выше минимального напряжения батареи.
