Как правильно рассчитать резистор для светодиода. Какие факторы влияют на выбор номинала резистора. Почему важно ограничивать ток через светодиод. Как использовать онлайн-калькулятор для расчета резистора.
Зачем нужен резистор для светодиода
Светодиоды являются чувствительными электронными компонентами, которые легко могут выйти из строя при неправильном подключении. Основная причина выхода светодиодов из строя — превышение максимально допустимого тока. Именно поэтому при подключении светодиодов критически важно использовать токоограничивающий резистор.
Резистор, включенный последовательно со светодиодом, выполняет следующие важные функции:
- Ограничивает ток через светодиод до безопасного уровня
- Защищает светодиод от перегрева и выгорания
- Обеспечивает стабильную работу светодиода
- Позволяет регулировать яркость свечения
Без резистора даже небольшое превышение напряжения питания может привести к резкому возрастанию тока и мгновенному выходу светодиода из строя. Поэтому правильный расчет и подбор резистора — обязательный этап при проектировании любой схемы со светодиодами.
Основные параметры для расчета резистора
Для корректного расчета номинала токоограничивающего резистора необходимо знать следующие параметры:
- Напряжение источника питания (Uпит)
- Прямое падение напряжения на светодиоде (Uсд)
- Номинальный рабочий ток светодиода (Iсд)
- Количество и схема соединения светодиодов
Напряжение питания определяется используемым источником — это может быть батарейка, блок питания или выход микроконтроллера. Прямое падение напряжения и номинальный ток указываются в технической документации на конкретную модель светодиода. При отсутствии точных данных можно ориентироваться на средние значения для светодиодов разных цветов:
| Цвет светодиода | Прямое падение напряжения | Номинальный ток |
|---|---|---|
| Красный | 1.8-2.2 В | 20 мА |
| Желтый | 2.0-2.4 В | 20 мА |
| Зеленый | 2.0-3.5 В | 20 мА |
| Синий | 3.0-3.7 В | 20 мА |
| Белый | 3.0-3.7 В | 20 мА |
Формула для расчета резистора светодиода
Для расчета номинала токоограничивающего резистора используется следующая формула, основанная на законе Ома:
R = (Uпит — Uсд) / Iсд
где:
R — номинал резистора (Ом)
Uпит — напряжение источника питания (В)
Uсд — прямое падение напряжения на светодиоде (В)
Iсд — номинальный ток светодиода (А)
Эта формула позволяет рассчитать точное значение сопротивления, необходимое для ограничения тока через светодиод до требуемого значения. После расчета следует выбрать ближайшее большее стандартное значение резистора из номинального ряда.
Пошаговый алгоритм расчета резистора
Рассмотрим пошаговый алгоритм расчета токоограничивающего резистора на конкретном примере:
- Определяем параметры схемы:
- Напряжение питания: 12 В
- Тип светодиода: белый
- Прямое падение напряжения: 3.3 В
- Номинальный ток: 20 мА
- Подставляем значения в формулу:
R = (12 В — 3.3 В) / 0.02 А = 435 Ом
- Выбираем ближайшее стандартное значение:
Из номинального ряда выбираем резистор 470 Ом
- Проверяем реальный ток через светодиод:
I = (12 В — 3.3 В) / 470 Ом = 18.5 мА
- Рассчитываем мощность резистора:
P = (12 В — 3.3 В) * 0.0185 А = 0.16 Вт
В результате для данной схемы подойдет резистор номиналом 470 Ом мощностью 0.25 Вт. Реальный ток через светодиод составит 18.5 мА, что близко к номинальному значению и обеспечит безопасную работу.
Особенности расчета для разных схем подключения
При расчете резистора важно учитывать схему соединения светодиодов:
Последовательное соединение
При последовательном соединении нескольких светодиодов суммируется их прямое падение напряжения:
R = (Uпит — N * Uсд) / Iсд
где N — количество последовательно соединенных светодиодов.
Параллельное соединение
При параллельном соединении суммируется ток через светодиоды:
R = (Uпит — Uсд) / (N * Iсд)
где N — количество параллельно соединенных светодиодов.
Важно отметить, что при параллельном соединении рекомендуется использовать отдельный резистор для каждой ветви во избежание разбалансировки токов.
Онлайн-калькулятор для расчета резистора светодиода
Для упрощения расчетов можно воспользоваться онлайн-калькулятором. Такой инструмент позволяет быстро подобрать номинал резистора, указав основные параметры схемы:
- Напряжение источника питания
- Прямое падение напряжения на светодиоде
- Номинальный ток светодиода
- Количество и схему соединения светодиодов
Калькулятор автоматически рассчитает точное значение сопротивления, подберет ближайший стандартный номинал и укажет реальный ток через светодиод. Это значительно ускоряет процесс проектирования и снижает вероятность ошибок при расчетах вручную.
Практические рекомендации по выбору резистора
При выборе резистора для светодиода следует учитывать несколько практических моментов:
- Выбирайте резистор с запасом по мощности. Рекомендуется использовать резисторы с номинальной мощностью минимум в 2 раза больше расчетной.
- Для высокоточных применений используйте резисторы с низким допуском (1% и менее).
- При последовательном соединении большого количества светодиодов учитывайте суммарное падение напряжения.
- Для регулировки яркости можно использовать переменный резистор или ШИМ-управление.
- В мощных светодиодных системах применяйте активные стабилизаторы тока вместо резисторов.
Правильный выбор токоограничивающего резистора обеспечит надежную и долговременную работу светодиодов в вашем проекте.
Типичные ошибки при расчете резистора для светодиода
При расчете и подборе резистора для светодиода нередко допускаются следующие ошибки:
- Использование среднего значения прямого падения напряжения без учета разброса параметров.
- Игнорирование температурной зависимости параметров светодиода.
- Выбор резистора с недостаточным запасом по мощности.
- Использование одного резистора для нескольких параллельно соединенных светодиодов.
- Пренебрежение падением напряжения на проводах в протяженных линиях.
Избежать этих ошибок поможет внимательный подход к расчетам и учет всех факторов, влияющих на работу схемы. При возникновении сомнений лучше проконсультироваться со специалистом или провести практические испытания схемы.
Калькулятор расчета резистора для светодиода
Главная » Калькуляторы
На чтение 3 мин Просмотров 896 Опубликовано Обновлено
Грамотный расчет резистора для светодиода имеет решающее значение в обеспечении надежности и функциональности электронного компонента. Это объясняется тем, светодиодные элементы очень чувствительны к режиму питания и при превышении им допустимого значения быстро перегорают.
Важно! Следует помнить, что эти полупроводники работают за счет протекающего по ним тока, определяемого прикладываемым к цепочке потенциалом.
Так что при расчете основной показатель – это ток, а напряжение в данной ситуации является вспомогательным параметром. Именно поэтому в питающую цепочку ставится ограничивающий элемент (резистор), к определению величины которого и сводится весь расчет этой схемы.
Другими словами, данный подход означает подбор значения сопротивления, достаточного для того, чтобы на нем «падали» излишки напряжения при заданном токе. Для ознакомления с расчетными параметрами некоторых видов светодиодов следует заглянуть в приведенную рядом таблицу. В ней указываются величины напряжений, при которых элемент будет работать в оптимальных условиях (не сгорая). Путем простейших арифметических операций по закону Ома рассчитывается величина ограничительного сопротивления (R = Uпит- U светодиода/I).
Таблица примерных напряжений светодиодов в зависимости от цветаТак, при подключении светодиода белого свечения к аккумулятору автомобиля 12-14 Вольт, например, на резисторе должно оставаться 11 Вольт (по максимуму питания). Если учесть, что оптимальный ток для данного светодиода – 0,02 Ампера (смотрите его характеристики), то величина R=11/0,02=500 Ом. Останется лишь подобрать ближайший к полученному результату номинал из стандартного ряда сопротивлений (510 Ом).
Если с цифровыми надписями более-менее все понятно – то разобраться с цветовой маркировкой, нанесенной на обычные дискретные резисторы совсем непросто. Она выполняется в виде набора цветных полосок, располагаемых вдоль всего корпуса элемента. Каждая из них означает определенный показатель, используемый при расчете номинала того или иного сопротивления.
Резисторы с цветовой маркировкойДанные обозначения также отличаются количеством знаков (в данном случае – полосок), указывающих на следующие их особенности:
- Наличие 3-х колец означает самый низкий класс точности 20%; при этом первые две полоски означают кратность номинала, последняя – множитель (показатель десятичной степени) как и в случае с SMD элементами.
- Маркировка из 4-х полос применяется при обозначении сопротивлений с допуском 5-10%, причем для информирования о номинале берутся только три полосы.
- При обозначении в виде 5-ти полос информация о номинале заключена в 3-х кольцах, тогда как 4-ый – это множитель, а 5-ый – допустимое отклонение.
- Если на резисторе нанесено 6 полос – ко всему рассмотренному добавляется температурный коэффициент, определяющий тепловую устойчивость элемента.
Тройное обозначение очень просто расшифровывается по специальным таблицам, одна из которых приведена ниже.
Цветовая схема резисторовНестандартные маркировки из 6-ти колец встречаются крайне редко.
Поделиться с друзьями
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Калькулятор расчета сопротивления для светодиодов
Главная » Электрика
Онлайн калькулятор
Схема соединения светодиодов: Один Последовательно Параллельно Напряжение источника питания: В Прямое напряжение светодиода: В Ток через светодиод: mA Количество светодиодов: штук Точное значение необходимого сопротивления: Ом Ближайшее номинальное значение сопротивления резистора: Ом Минимальная мощность резистора: Вт Общая мощность потребления: Вт
В схемах со светодиодами обязательно используются резисторы для ограничения.
Они защищают от перегорания и преждевременного выхода из строя светодиодных элементов. Основная проблема заключается в точном подборе необходимых параметров, поэтому у специалистов широкой популярностью пользуется калькулятор расчета сопротивления для светодиодов. Для получения максимально точных результатов потребуются данные о напряжении источника питания, о прямом напряжении самого светодиода и его расчетном токе, а также схема подключения и количество элементов.
Как рассчитать сопротивление токоограничивающих резисторов
В самом простом случае, когда отсутствуют необходимые исходные данные, величину прямого напряжения светодиодов можно с высокой точностью установить по цвету свечения. Типовые данные об этом физическом явлении сведены в таблицу.
Многие светодиоды имеют расчетный ток 20 мА. Существуют и другие виды элементов, у которых этот параметр может достигать значения 150 мА и выше. Поэтому для того чтобы точно определить номинальный ток, понадобятся данные о технических характеристиках светодиода.
Если же нужная информация полностью отсутствует, номинальный ток элемента условно принимается за 10 мА, а прямое напряжение 1,5-2 вольта.
Количество токоограничивающих резисторов напрямую зависит от схемы подключения полупроводниковых элементов. Например, если используется последовательное соединение, можно вполне обойтись одним резистором, поскольку сила тока во всех точках будет одинаковой.
В случае параллельного соединения одного гасящего резистора будет уже недостаточно. Это связано с тем, что характеристики светодиодов не могут быть абсолютно одинаковыми. Все они обладают собственными сопротивлениями и такими же разными потребляемыми токами. То есть, элемент с минимальным сопротивлением потребляет большее количество тока и может преждевременно выйти из строя.
Следовательно, если выйдет из строя хотя-бы один светодиод из подключенных параллельно, это приведет к возникновению повышенного напряжения, на которое остальные элементы не рассчитаны. В результате, они тоже перестанут работать.
Поэтому при параллельном соединении для каждого светодиода предусматривается собственный резистор.
Все эти особенности учтены в онлайн-калькуляторе. В основе расчетов лежит формула определения сопротивления: R = Uгасящее/Iсветодиода. В свою очередь Uгасящее = Uпитания Uсветодиода.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Как рассчитать номинал светодиодного резистора — Easy
Вы когда-нибудь пытались подключить светодиод к 9-вольтовой батарее? Что случится? Светодиод сгорит и разрушится, верно? На самом деле, через цепь протекает слишком большой ток, и это убивает наш светодиод. Что мы можем сделать, чтобы безопасно включить светодиод?
Посмотрите, есть ли там что-то, что препятствует потоку электрического тока, что-то, что ограничивает поток тока контролируемым образом! Да! Есть такое устройство под названием резистор , , и это может сделать эту работу за вас.
Резистор, соединенный последовательно, может защитить светодиоды, контролируя величину протекающего тока, и предотвратить повреждение. Но есть некоторые факторы, которые определяют номинал резистора светодиода!
Источник напряжения, падение напряжения, ток и даже цвет светодиодов являются факторами, определяющими номинал резистора.
Перед выполнением расчетов необходимо знать соотношение между напряжением, током и сопротивлением. Это мы уже обсуждали в статье о законе Ома.
Как рассчитать необходимый светодиодный резистор?
В приведенной ниже схеме используется батарея на 9 В. Общее напряжение источника будет 9 вольт, а батарея достаточно хороша, чтобы питать нагрузку в 1 ампер. Но для нашего светодиода требуется ток 20 мА, и если мы питаем его без резистора, то току сопротивляться нечему, и избыточный ток повредит светодиод.
Давайте узнаем, как найти резистор для светодиодов.
Выбрать точный резистор легко, нам просто нужно знать основное уравнение V=I*R из закона Ома.
Рассчитайте значение R , решив приведенное выше уравнение.
Пусть напряжение, В= Vs – Vled
Напряжение источника Vs = 9 вольт (мы используем 9-вольтовую батарею)
Падение напряжения светодиода лист)
Пусть ток через светодиод, I = 0,02 Ампер (из техпаспорта)
V= Vs – Vled
V = 9 — 2,1 = 6,9 вольт
из закона о ом,
R = V/I
R = 6,9/0,02 = 345 ω
В вышеуказанной цепи, мы являемся с помощью резистора 345 Ом последовательно со светодиодом.
Падение напряжения и номинальный ток светодиодов можно найти в технических описаниях в Интернете.
Рабочее напряжение различных светодиодов зависит от длины волны цвета. Красному нужно очень низкое напряжение включения, чем зеленому и синему.
Примеры
Пример 1 : Найдите необходимый резистор для красного светодиода в источнике питания 12 В .
Источник 12 В, падение напряжения на светодиоде 2,1 В. Общее напряжение, В = 12 – 2,1= 9,9 В
R = V/I
R = 9,9/0,02= 495 Ом
Пример 2 : Найдите нужный резистор для белый Светодиод в блоке питания 9 В .
Падение напряжения на белом светодиоде составит 3,2 вольт
V = 9 — 3,2
= 5,8 вольт
I = 0,020
SO, R = 5,8/0,020 = 290 ω
99999 Пример 3 : Найдите необходимый резистор для зеленого светодиода в источнике питания 5 В .Падение напряжения на зеленом светодиоде будет 3,4 В
В = 5 – 3,4
= 1,6 В
I = 0,020
Итак, R = 1,6/0,020 = 80 Ом
ты.
Резюме
- Для защиты светодиода от сильного тока мы используем резисторы последовательно.
- Закон Ома гласит, что В = IR
- Требуемое значение резистора можно получить по уравнению. R= (Vs – Vled )/I
- Напряжение источника, падение напряжения, ток и цвет светодиодов определяют номинал резистора.
2020-04-19
5 шагов для расчета номинала резистора для светодиодов
Все сообщения Объявления Резисторы своими руками
Ханг 0 Комментарии Сделай сам, Практические рекомендации, Создатели, Прототипирование
Определить номинал резистора для светодиодов освещения просто и понятно, но мы должны учитывать цвет светодиода, а также номинальную мощность требуемого резистора и количество светодиодов в цепи. Мы надеемся, что чтение 5 шагов для расчета номинала резистора для светодиодов даст вам то, что вам нужно для вашего проекта.
Светодиоды становятся все более и более популярными для различных проектов и нужд освещения. Это связано с превосходной энергоэффективностью и увеличенным сроком службы светодиодов по сравнению с лампами накаливания. Кроме того, по мере совершенствования технологии и увеличения производства стоимость продолжает снижаться.
Формула: Резистор = (Напряжение батареи – напряжение светодиода) / требуемый ток светодиода.
- Заархивируйте схему.
- Найти напряжение светодиода.
- Расчет тока светодиода.
- Найти входное напряжение.
- Примените формулу: Резистор = (Напряжение батареи — напряжение светодиода) / требуемый ток светодиода.
Пример:
Для типичного белого светодиода, требующего 10 мА и питаемого от 12 В, значения следующие: (12-3,4)/0,010=860 Ом. Если мы используем 5 белых светодиодов, потребляемый ток составляет 10 мА x 5 = 50 мА.
Итак, (12-3,4)/0,050=172 Ом. Примечание: чтобы использовать несколько светодиодов параллельно, суммируйте текущие значения.
Светодиод — это аббревиатура от Light Emitting Diode. Светодиод имеет определенную полярность, которая должна быть применена, чтобы он излучал свет. Несоблюдение этого требования полярности может привести к катастрофическому повреждению светодиода. Светодиод имеет относительно низкое значение напряжения обратной полярности, которое составляет около 5 вольт. Поскольку светодиод по сути является диодом, он имеет максимальное значение тока, которое не может быть превышено в течение любого периода времени.
Объясните идею расчета номинала резистора для светодиодного освещения Итак, предположим 12-вольтовый источник питания и белый светодиод с нужным током 10 мА; Формула принимает вид Резистор = (12-3,4)/0,010, что составляет 860 Ом. Поскольку это не стандартное значение, я бы использовал резистор на 820 Ом.
