8-900-374-94-44
|
Резисторы – радиоэлементы, без которых нельзя построить ни одну электрическую схему. На их долю приходится примерно половина всех монтируемых в схеме деталей. Резисторы позволяют контролировать, ограничивать и распределять ток между другими элементами. Их основной характеристикой является сопротивление, измеряемое в Ом. Обозначение резисторов
Графический знак резистора, принятый среди наших соотечественников, – прямоугольник. За рубежом его изображают в виде ломаной линии, напоминающей букву W. На схемах рядом с графическим изображением указывают буквенно-цифровую маркировку, которая включает букву R, число, которое обозначает номер элемента на схеме, значение сопротивления. Если к номеру позиции элемента добавлен значок «*», то это означает, что величина сопротивления указана приблизительно. Точное значение придется подбирать при настройке устройства. Виды резисторовПроизводители предлагают широчайший ассортимент резисторов, из которого нужно подобрать деталь, подходящую по конструкции, назначению и цене. Рассмотрим характеристики самых распространенных видов этих радиоэлементов. По материалу резистивного элемента различают изделия проволочные, непроволочные, металлофольговые. ПроволочныеЭто традиционная разновидность, применяемая нашими папами и дедушками. Токопроводящую проволоку с большим удельным сопротивлением изготавливают на основе сплавов из меди, никеля, марганца – манганина, константана, никелина. В ходе работы могут нагреваться. Непроволочные
В конструкцию входят: диэлектрическое основание и покрытие, обладающее определенным сопротивлением. Такое покрытие называют резистивом, оно может быть пленочным или объемным.
Сопротивление пленочных резисторов регулируют за счет толщины покрытия. Основные характеристики этих изделий: стабильность, точность, широкий диапазон значений сопротивления – от нескольких Ом до МОм. Классификация резисторов по принципу работыВ зависимости от области применения, используют резисторы:
Разновидности полупроводниковых резисторовВ категорию полупроводниковых резисторов входят:
Параметры, учитываемые при покупке резисторовПри покупке этих деталей учитывают:
Была ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент. |
Сегодня немного поговорим с вами о электрическом сопротивлении и резисторах. Сегодня снова сухая теория со школьного курса физики. Вы уж простите, знаю, некоторых задолбал такими постами, но поверьте эта информация будет не лишней. Вскоре вы сами в этом сможете убедиться, и еще неоднократно заглянете в эти записи. Так что приступим.Из данного поста вы узнаете как подобрать сопротивление. Но сначала очень кратко рассмотрим, что оно такое, для чего оно нужно и с чем его едят. Для этой цели я не стану изобретать велосипед а приведу отрывок текста из книги «Юный радиолюбитель», ну той самой, которая 1966 года выпуска.
Говоря о проводниках, мы имеем в виду вещества, материалы и прежде всего металлы, проводящие ток. Однако не все вещества, называемые проводниками, одинаково хорошо проводят электрический ток, т.е. они, как говорят, обладают неодинаковой проводимостью тока. Объясняется это тем, что при своем движении свободные электроны сталкиваются с атомами и молекулами, причем в одних веществах атомы и молекулы сильнее мешают движению электронов, а в других — меньше.
Выражаясь техническим языком, одни вещества оказывают большое сопротивление электрическому току, а другие — малое. Из всех материалов, широко применяемых в электротехнике и радиотехнике, наименьшее сопротивление электрическому току оказывает медь. Поэтому электрические провода и делают из меди. Еще меньшее сопротивление имеет серебро, но это дорогой металл. За медью по величине сопротивления следует алюминий.
За единицу электрического сопротивления принят ом. 1 ом — это сопротивление, которое оказывает току ртутный столбик высотой 106,3 см и сечением 1 мм кв. при температуре 0 градусов по цельсию. Это так называемый эталон сопротивления.
Вот так вкратце о том, что такое сопротивление. Теперь немного о резисторах. Если кто не в курсе — попытаюсь объяснить, для чего они нам нужны. А нужны нам резисторы для того, чтобы оказать сопротивление току в цепи, чтобы увеличить нагрузку так сказать. Выражаясь простым языком, объясню еще проще. Например у нас есть блок питания, который выдает 5 В напряжения, а мы хотим подключить к этому адаптеру светодиод, который потребляет лишь 3 В.
Так вот лишние 2 В мы ограничим резистором, в противном случае наш светодиод попросту сгорит.
Теперь давайте разберемся как нам правильно подобрать резистор. И для этого нам прежде всего понадобится Закон Ома. Чтобы всем было более понятно (хотя здесь ничего сложного нет вроде), давайте рассмотрим пример.
Итак, у нас есть блок питания выдающий 5 В и светодиод потребляющий 3 В. Отсюда следует, что нам нужно ограничить 5 В — 3 В = 2 В. Теперь применим Закон Ома, но для это нам еще понадобится сила тока. На сайте производителя я подсмотрел, что светодиод потребляет 20 мА. Приступим к расчетам.
Чтобы узнать необходимое сопротивление нам, следуя Закону Ома, нужно напряжение (U) в вольтах разделить на силу тока (I) в амперах. 20 мА — это 0,02 А. Итак, 2 В делим на 0,02 А получаем 100 ом.
Вот мы и высчитали, какое нам необходимо сопротивление. Теперь нужно подобрать резистор, обладающий сопротивлением 100 ом и соединить его последовательно с светодиодом к источнику питания.
Теперь наш светодиод не перегорит, теоретически.
В принципе все было бы хорошо, но вот есть еще одно большое НО. Сопротивление, которое получит наш резистор превратится во что? Правильно в тепло! и чтобы резистор выдержал нагрузку нужно учесть еще и Мощность тока.
В общем с этим мы тоже разобрались теперь осталось поговорить о маркировке. Все резисторы промаркированы согласно определенного стандарта. Сегодня мы не будем рассматривать маркировки советских резисторов а также маркировки, которые используют те или иные фирмы. Поговорим только о распространенной цветовой маркировке. Хотя, если быть откровенным, то поговорим, это очень громко сказано. На самом деле я просто предоставлю вам два варианта определения резистора по цветовой маркировке, которыми пользуюсь я.
Первый вариант — это специальная программка, которая так и называется «Резистор».
Скачать ее вы можете отсюда. Принцип работы программы весьма прост. Определяете тип маркировки, указываете параметры и получаете результат.
Второй вариант — это цветовая схема. Ей, я пользуюсь в том случае, когда компьютера нет под рукой. Для удобства я распечатал эту схему на цветном принтере и таскаю с собой в кармане. Бывает такое, что на работе у электриков какую-нибудь схемку пригляжу и с помощью этой таблицы могу быстро отыскать нужный мне резистор.
Трудностей со схемой тоже, надеюсь, ни у кого не должно возникнуть. но если все-таки будут вопросы — пишите в комментах, обязательно отвечу. А у меня на сегодня все. Всем до скорых встреч.
Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел..jpg)
Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.
Содержание
Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор.
Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.
Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.
Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми.
Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно. Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло. Чем равномернее они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.
Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа и зависит от назначения:
Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.
Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм. В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.
Китайские светодиодные лампы кукурузы
Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов.
Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.
Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W
Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло. Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл.
Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.
Содержание
Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%.
То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.
Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.
Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми. Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно.
Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло.
Чем равномернее они горят, тем меньше разброс.
Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.
Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа и зависит от назначения:
Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные.
Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.
Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм.
В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W.
Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.
Китайские светодиодные лампы кукурузы
Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.
Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W
Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress.
Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц.
После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло.
Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.
Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.
Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.
Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.
Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте. В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация
В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).
Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления.
Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.
На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.
Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора: ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.
Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения.
Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED).
В итоге все данные для расчета сопротивления получены.
Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED.
Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление: Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:
Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным.
Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт.
Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.
Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В.
В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно.
Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера.
Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.
Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.
В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.
Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы.
Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.
Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора.
Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96).
В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.
Мощность, рассеиваемая резистором, составит:
Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.
Вычислим КПД собранного светильника:
По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В.
Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую.
Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А. Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.
Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.
У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.
Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную.
Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания.
Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку.
Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.
Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.
Вот так светодиод выглядит в жизни : А так обозначается на схеме :
Для чего служит светодиод? Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток.
Были изобретены в 70-е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии.
Подключение и пайка Светодиоды должны быть подключены правильным образом, учитывая их полярность + для анода и к для катода Катод имеет короткий вывод, более короткую ножку. Если вы видите внутри светодиода его внутренности — катод имеет электрод большего размера (но это не официальные метод).
Проверка светодиодов Никогда не подключайте светодиодов непосредственно батарее или источнику питания! Светодиод перегорит практически моментально, поскольку слишком большой ток сожжет его.
Светодиоды должны иметь ограничительный резистор.Для быстрого тестирования 1кОм резистор подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее.
Не забывайте подключать светодиоды правильно, соблюдая полярность!
Цвета светодиодов Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый. Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.
Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса.
Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его…
Многоцветные светодиоды
Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенные в один корпус с тремя ножками.
Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.
Расчет светодиодного резистора Светодиод должен иметь резистор последовательно соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через светодиод, иначе он сгорит практически мгновенно… Резистор R определяется по формуле :
R = (V S — V L) / I
V S = напряжение питания V L= прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правилоот 2 до 4волт) I = ток светодиода (например 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для Вашего диода Если размер сопротивления не получается подобрать точно, тогда возьмите резистор большего номинала. На самом деле вы вряд-ли заметите разницу… совсем яркость свечения уменьшится совсем незначительно. Например: Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0.020A,
R = (- 9 В) / 0.02A = 350 Ом. При этом можно выбрать 390 Ом (ближайшее стандартное значение, которые больше).
Последовательное подключение светодиодов. Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу – это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды.
Все светодиоды, которые соединены последовательно, долдны быть одного типа. Блок питания должен иметь достаточную мощность и обеспечить соответствующее напряжение.
Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.
015A, Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).
Мигающие светодиоды Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему. Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.
При последовательном соединении надо учитывать падение напряжения на каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для неё посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод.
При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три — тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0.
7, когда четыре диода — номинал для трёх умножаешь на 0.69, для пяти — номинал для четырёх умножаешь на 0.68 и т.д.
При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от колиества, а при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа.
Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому как диоды имеют довольно большой разброс параметров. И, как показывет практика, обязательно находится слабое звено.
Сегодня мы начнем с изучения нового элемента, а именно светодиода. Основные сведения о светодиоде собраны в отдельной статье здесь.
Светодиод, в основном, имеет 2 вывода: длинный вывод (анод) соединяется с плюсом питания, более короткий вывод (катод) с минусом. Светодиод, подключенный наоборот не будет светиться, и кроме того, при превышении определенного напряжения может даже сгореть.
С чего следует начать при работе со светодиодом? С просмотра технических параметров на конкретный светодиод! Иногда необходимые нам сведения можно также получить при покупке в магазине. Что же нам нужно знать? То, что мы ищем – это прямой ток (forward current) и прямое напряжение (forward voltage).
Для светодиода главное — это правильно подобранный ток, так как он напрямую влияет на срок службы светодиода. Поэтому мы говорим, что светодиод — это элемент, питаемый током (не напряжением!).
При изучении datasheet для одноцветных светодиодов размером 5мм вот что было обнаружено:
(параметры светодиодов могут незначительно отличаться в зависимости от экземпляра и производителя светодиодов)
Нашим источником питания, как и в предыдущих упражнениях, является кассета из 4 батареек, дающие напряжение около 6 вольт.
Теперь встает вопрос: как подобрать резистор для ограничения тока красного светодиода, подключенного согласно следующей схеме:
Наша батарея обеспечивает напряжение порядка 6 вольт. Красному светодиоду необходим ток около 20мА. Плюс ко всему нужно учесть падение напряжения на этом светодиоде, т. е. 2,1 вольт:
Таким вот простым способом мы рассчитали сопротивление резистора R1 для красного светодиода, который должен иметь сопротивление минимум 195 Ом. Но вы не сможете найти резистор такого номинала! Что же делать в таком случае? Надо взять из номинального ряда резистор большей величины, но с максимально близким сопротивлением.
См. Подбор сопротивления резистора по цветным полоскам
Ближайший в номинальном ряду резисторов находится резистор с сопротивлением 200 Ом, и именно такой мы должны использовать в нашей схеме.
Почему? Конечно, ничто не мешает нам использовать резистор большего сопротивления, например, 470 Ом, 2,2 кОм… Но как это повлияет на свечение нашего светодиода? Давайте проверим!
На фото этого конечно не заметно, но светодиод светит очень ярко с резистором 200 Ом. Но что случится, если мы заменим резистор на другой, с большим сопротивлением, например, 470 Ом? Светодиод по-прежнему горит.
Дальше будем последовательно увеличивать сопротивление: 2,2кОм, 3,9кОм, 4,7кОм… Обратите внимание, что светодиод с увеличением сопротивления резистора светит все слабее и слабее пока, наконец, вообще не перестает светиться.
Еще одно замечание по существу — необходимо использовать резисторы немного больше, чем это следует из расчетов (например, 210 Ом вместо 200 Ом).
Почему? Наверно вы обратили внимание, что для расчетов мы взяли номинальное напряжение нашей батареи, в реальности свежие батарейки могут давать более высокое напряжение и поэтому сопротивление резистора может быть недостаточным.
Ток на светодиоде будет выше необходимого, что в конечном счете скажется на сроке его службы.
Еще один пример, из жизни (вернее из частых вопросов). Как подобрать резистор для схемы (в автомобиль) , в которой последовательно соединены два красных светодиода (прямой ток 20 мА, прямое напряжение 2,1 В)?
Резистор R1, к которому подключены последовательно два красных светодиода, должен иметь сопротивление минимум 490 Ом. Ближайший в ряду является резистор номиналом 510 Ом. Если у вас нет резистора номиналом 510 Ом, помните, что вы можете соединить последовательно несколько резисторов, например, 5 резисторов по 100 Ом.
А можем ли мы в этой схеме последовательно подключить еще 5 светодиодов? Нет! На каждом из подключенных светодиодов возникает некоторое падение напряжения, другими словами каждый из них потребляет некоторое количество напряжения, например, каждому красному светодиоду нужно 2,1 вольт. Легко подсчитать, что наша батарея не в состоянии обеспечить такое напряжение:
Таким же образом вы можете рассчитать сопротивление резистора для аналогичной схемы с напряжением питания 6 вольт. Какое получится сопротивление резистора R1? По нашим расчетам следует, что 90 Ом.
Следующий пример будет касаться параллельного соединения светодиодов, так как показано на следующем рисунке:
Как лучше соединять светодиоды: последовательно или параллельно? Ответ не простой, потому что оба варианта имеют свои плюсы и минусы:
| Вид соединения светодиодов | |
| последовательное | параллельное |
| для всех светодиодов достаточно одного резистор | каждый светодиод должен иметь свой собственный резистор |
| повреждение одного светодиода приводит к отключению всей цепочки светодиодов | при повреждении одного или несколько светодиодов, остальные светодиоды будут светятся |
| низкое значение тока | ток в цепи увеличивается с каждым последующим светодиодом (ток каждой ветви суммируется) |
| требуется более высокое напряжение источника питания с учетом падения напряжения на каждый из светодиодов | напряжение питания в схеме может быть низким |
Под конец урока рассмотрим еще один популярный вид – мощные светодиоды.
Благодаря им, мы можем получить яркий свет. Мощные светодиоды используются, например, в автомобилях, поэтому следующий пример будет касаться именно проблемы установки мощных светодиодов в автомобиле.
Напряжение в сети автомобиля 14 вольт. Мощный светодиод имеет прямой ток 350 мА и падение напряжения 3,3 вольт. Рассчитаем сопротивление для мощного светодиода так, как мы это делали выше:
Для нашего примера надо подобрать резистор минимум 31 Ом. Проблема в том, что мощный светодиод, как указывает само название, имеет большую мощность и здесь обычный резистор не достаточен. Помимо соответствующего сопротивления наш резистор должен иметь соответствующую номинальную мощность, т. е. допустимую мощность, которая выделяется на резисторе при его работе.
Помните, что основная задача резистора — это сопротивление току. При сопротивлении всегда будет выделяться тепло в той или иной степени.
Слишком большая мощность может повредить резистор.
Мощность вычисляем по следующей формуле:
Номинальная мощность нашего резистора — это минимум 3,7 Вт. В связи с этим, наши стандартные резисторы мощностью 0,25 Вт быстро сгорят.
В приведенном выше примере необходимо применить резистор на 5 Вт, но лучшим решением использование нескольких резисторов по 5 Вт, соединенных последовательно или параллельно.
Почему? Причина в том, что резисторы плохо отводят тепло (хотя бы из-за их формы), а использование нескольких резисторов сразу увеличит общую площадь поверхности, через которую происходит отдача тепла.
При подборе резистора для мощного светодиода необходимо дополнительно учитывать значительное повышение температуры самого светодиода, что вызывает изменение прямого тока. Поэтому лучше взять резистор большего сопротивления, что обеспечит стабильную работу светодиода при увеличении прямого тока из-за его нагрева во время работы.
Но на практике для питания мощных светодиодов применяют стабилизаторы тока, которые будут обсуждаться в последующих уроках.
Общее правило при подборе резистора (резисторов) для светодиодов является использование чуть большего сопротивления, чем это следует из расчетов. Прямой ток и падение напряжения, протекающие через светодиод лучше измерить мультиметром, чтобы в расчетах учитывать реальные параметры конкретного светодиода.
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 — UL) / I, где R — требуемое сопротивление в омах, U — напряжение источника питания, UL — падение напряжения на светодиоде в вольтах, I — нужный ток светодиода в амперах.
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.
Подключать светодиоды — дело не из сложных. Для правильного подключения достаточно знать школьный курс физики и соблюсти ряд правил.
Сегодня рассмотрим как правильно рассчитать резистор для светодиода и подключить его, чтобы он горел долго и на радость потребителю.
Главный параметр у любого светодиода — ток, а не напряжение, как считают многие. Светодиод необходимо питать стабилизированным током, величина которого всегда указана производителем на упаковке или в datasheet.
Ток на светодиодах ограничивается резистором — это самый дешевый вариант. Но есть и более «продвинутый» — использовать светодиодный драйвер.
По факту, использование резисторов — пережиток прошлого, ведь на сегодняшний день драйверов на любой вкус и цвет полным-полно и по самой привлекательной цене. К примеру, самые дешевые можно приобрести тут.
Драйверы обеспечивают стабильный ток на светодиодах независимо от изменения напряжения на его входе.
Правильное подключение светодиода к драйверу следует так: сперва необходимо подключить светодиод к драйверу, только после этого включаем драйвер.
Существует несколько типов подключения светодиодов:
к оглавлению ↑
P=10*0.02 A=0.2 Вт
Необходимый резистор — R=500 Ом и Р=0,2 Вт
к оглавлению ↑
Минус светодиода подключается с плюсом последующего.
Так соединить можно до бесконечности. При таком соединении падение напряжения на светодиоде умножается на количество диодов в цепи. Т.е. если у нас 5 светодиодов с номинальным током 700 мА и падением напряжения 3,4 Вольта, то и драйвер нам необходим на 700 мА 3,4*5=17В
Это мы рассмотрели какие можно подбирать драйверы, а теперь вернемся непосредственно к тому, как произвести расчет резистора для светодиода при таких соединениях.
Выше мы рассмотрели расчет резистора для светодиода (одного). Пр последовательном соединении расчет аналогичный, но необходимо учитывать, что падение напряжения на резисторе меньше. Если «на пальцах», то от источника питания Мы отнимается суммарное падение напряжения на светодиодах Vl=3*2=6В. При условии, что у нас источник выдает 12В, то 12-6=6В.
R=6/0.02=300 Ом.
Р=6*0,02=0,12Вт
Т.е. нам нужен резистор на 300 Ом и 0,125 Вт.
Характеристики светодиода и источника питания аналогичные предыдущему примеру.
к оглавлению ↑
При таком соединении плюс светодиода соединяется с плюсом другого, минус с минусом.
При таком соединении ток суммируется, а падение остается неизменным. Т.е. если мы имеем 3 светодиода 700 мА и падением 3,4 В, то 0,7*3=2,1А, то нам потребуется драйвер с параметрами 4-7 В и не менее 2,1А.
Расчет резистора для светодиода в этом случае аналогичен первому случаю.
к оглавлению ↑
Интересное соединение. При таком расположении диодов несколько последовательных цепочек соединяются параллельно. Необходимо знать, что количество светодиодов в цепочках должно быть равным.
Драйвер подбирается с учетом падения напряжения на одной цепочке и произведению тока на количество цепочек. Т.е. 3 последовательные цепи с параметрами 12В и 350 мА подключаются параллельно, напряжение остается 12В, а ток 350*3=1,05А.
Для долгой работы чипов нам нужен светодиодный драйвер с 12-15В и током 1050мА.
Расчет резистора для светодиода в этом случае будет таким:
Резистор аналогичен при последовательном соединении, однако, стоит учитывать, что потребление от источника питания увеличится в три раза (0,2+0,2+0,2=0,06А).
При подключении светодиодов через резистор нужен стабилизированный источник питания, т.к. при изменении напряжения будет изменяться и ток, идущий через диод.
Существует еще один способ соединения светодиодов — параллельно-последовательное с перекрестным соединением. но это достаточно сложная тема в расчетах, поэтому не буду ее тут раскрывать. Если потребуется, конечно, опишу, но думаю это нужно только узкому кругу специалистов.
В сети можно найти много онлайн-калькуляторов, которые Вам рассчитают сразу резисторы. Но слепо верить им не стоит, а лучше перепроверить, следуя поговорке: «Хочешь сделать это хорошо, сделай это сам».
к оглавлению ↑
Резистор — это одна из составляющих электрической сети, характеризующаяся своей пассивностью и в лучшем случае, отличающаяся показателем сопротивления электротоку.
То есть, в любое время для такого устройства должен быть справедлив закон Ома.
Главное предназначение устройств — способность энергично сопротивляться электрическому току. Благодаря этому качеству, резисторы нашли широкое применение при необходимости устройства искусственного освещения, в том числе и с использованием светодиодов.
Для чего необходимо использование резисторов в случае устройства светодиодного освещения?
Большинству потребителей известно, что обыкновенная лампочка накаливания даёт свет при её прямом подключении к какому-либо источнику питания. Лампочка может работать на протяжении длительного времени и перегорает лишь тогда, когда по причине подачи слишком высокого напряжения чрезмерно нагревается накаливающая нить.
В таком случае лампочка, некоторым образом, реализует функцию резистора, потому как прохождение электротока через неё затруднительно, но чем выше подаваемое напряжение, тем легче току удаётся преодолеть сопротивление лампочки.
Конечно же, ставить в один ряд такую сложную полупроводниковую деталь, как светодиод и обыкновенную лампочку накаливания нельзя.
Важно знать, что светодиод – это такой электрический прибор, для функционирования которого предпочтительнее не сама сила тока, а напряжение, имеющееся в сети. Например, если таким устройством выбрано напряжение 1,8 В, а к нему приходит 2 В, то, вероятнее всего, он перегорит – если вовремя не снизить напряжение до требующегося приспособлению уровня. Вот именно с этой целью и требуется резистор, посредством которого осуществляется стабилизация использующегося источника питания, чтобы подаваемое им напряжение не вывело устройство из строя.
В связи с этим крайне важно:
При последовательной схеме расстановки светодиодов, когда они располагаются один за одним, обычно хватает одного резистора, если получится правильно рассчитать его сопротивление. Это объясняется тем, что в электрической цепи имеется один и тот же ток, в каждом месте установки электрических приборов.
Но в случае параллельного соединения, для каждого светодиода требуется свой резистор. Если пренебречь этим требованием, то все напряжение придётся тянуть одному, так называемому «ограничивающему» светодиоду, то есть тому, которому необходимо наименьшее напряжение.
Он слишком быстро выйдет из строя, при этом напряжение будет подано на следующий в цепи прибор, который точно так же скоропостижно перегорит.
Такой поворот событий недопустим, следовательно, в случае параллельного подключения какого-либо числа светодиодов требуется использование такого же количества резисторов, характеристики которых подбираются расчётом.
При правильном понимании физики процесса, расчёт сопротивления и мощности данных устройств нельзя назвать невыполнимой задачей, с которой не под силу справиться обычному человеку. Для расчёта требующегося сопротивления резисторов, нужно обязательно учесть следующие моменты:
Калькулятор расчёта резисторов позволяет с высокой точностью определить требуемую мощность и показатель сопротивления резистора, устанавливающегося в светодиодную цепь.
Для расчёта требующегося сопротивления необходимо в соответствующие строки онлайн-калькулятора внести:
После нажатия соответствующей кнопки выполняется расчёт и на экран монитора выводятся полученные расчётные данные, при помощи которых можно в дальнейшем без особого труда организовать искусственное светодиодное освещение.
Также в онлайн-калькуляторах имеется некоторая база, содержащая данные о светодиодах и их параметрах. Представлена возможность расчёта:
Человек, не сильно разбирающийся в электрике и физике, в большинстве случаев не сможет самостоятельно рассчитать устройства для светодиодов. По этой причине, проведение расчётов при помощи функционального и удобного онлайн-калькулятора – неоценимая помощь для обычных людей, не владеющих методикой расчётов с применением физических формул.
Большинство известных производителей светодиодов и созданных на их основе лент, на своих официальных сайтах выкладывают и собственный онлайн-калькулятор, с помощью которого можно не только подобрать требующиеся резисторы и светодиоды, но и вычислить параметры использующихся токовых приборов в различных режимах эксплуатации при переменных значениях тока, температуры, подаваемого напряжения и пр.
Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока.
Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.
Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.
Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.
Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.
Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.
В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED).
Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретацияВ приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).
Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.
На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:
ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.
Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.
Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление:
Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора.
Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.
Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно.
Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера. Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.
Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.
Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.
Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала.
Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.
Мощность, рассеиваемая резистором, составит:
Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.
Вычислим КПД собранного светильника:
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую. Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А.
Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.
У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.
Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.
Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.
Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках и пр. Применений очень много, всех и не перечесть.
Другое название резистора – сопротивление. По сути, это просто игра слов, так как в переводе с английского resistance – это сопротивление (электрическому току).
Когда речь заходит об электронике, то порой можно встретить фразы типа: «Замени сопротивление», «Два сопротивления сгорели». В зависимости от контекста под сопротивлением может подразумеваться именно электронная деталь.
На схемах резистор обозначается прямоугольником с двумя выводами. На зарубежных схемах его изображают чуть-чуть иначе. «Тело» резистора обозначают ломаной линией – своеобразная стилизация под первые образцы резисторов, конструкция которых представляла собой катушку, намотанную высокоомным проводом на изоляционном каркасе.
Рядом с условным обозначением указывается тип элемента (R) и его порядковый номер в схеме (R1). Здесь же указано его номинальное сопротивление. Если указана только цифра или число, то это сопротивление в Омах. Иногда, рядом с числом пишут Ω – так, греческой заглавной буквой «Омега» обозначают омы. Ну, а, если так, – 10к, то этот резистор имеет сопротивление 10 килоОм (10 кОм – 10 000 Ом). Про множители и приставки «кило», «мега» можете почитать здесь.
Не стоит забывать о переменных и подстроечных резисторах, которые всё реже, но ещё встречаются в современной электронике. Об их устройстве и параметрах я уже рассказывал на страницах сайта.
Номинальное сопротивление.
Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом).
Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.
Рассеиваемая мощность.
Более подробно о мощности резистора я уже писал здесь.
При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.
На графическом обозначении резистора внутри прямоугольника мощность обозначается наклонной, вертикальной или горизонтальной чертой. На рисунке обозначено соответствие графического обозначения и мощности указанного на схеме резистора.
К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт.
Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.
Если необходим резистор мощностью более 2 Вт (5 Вт и более), то внутри прямоугольника на условном графическом обозначении пишется римская цифра. Например, V – 5 Вт, Х – 10 Вт, XII – 12 Вт.
Допуск.
При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах.
Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение.
Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.
Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.
Для тех, кто ещё не знает, существует ещё одна возможность подобрать необходимое сопротивление – его можно составить, соединив вместе несколько резисторов разных номиналов. Об этом читайте в статье про соединение резисторов.
Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных.
В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.
Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25…0,05%.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). За рубежом принято сокращение T.C.R.
В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью.
Более подробно о таком параметре, как ТКС, я рассказывал тут.
Первые три параметра основные, их надо знать!
Перечислим их ещё раз:
Номинальное сопротивление (маркируется как 100 Ом, 10кОм, 1МОм…)
Рассеиваемая мощность (измеряется в Ваттах: 1 Вт, 0,5 Вт, 5 Вт…)
Допуск (выражается в процентах: 5%, 10%, 0,1%, 20%).
Так же стоит отметить конструктивное исполнение резисторов. Сейчас можно встретить как микроминиатюрные резисторы для поверхностного монтажа (SMD-резисторы), которые не имеют выводов, так и мощные, в керамических корпусах. Существуют и невозгораемые, разрывные и прочее. Перечислять можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые: номинальное сопротивление, рассеиваемая мощность и допуск.
В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента. Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2.
..3 ватт. Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.
Новичкам в электронике хотелось бы рассказать и о том, что кроме резисторов, цветовыми полосами маркируют и миниатюрные конденсаторы в цилиндрических корпусах. Иногда это вызывает путаницу, так как такие конденсаторы ложно принимают за резисторы.
Рассчитывается сопротивление по цветным полосам так. Например, три первых полосы – красные, последняя четвёртая золотистого цвета. Тогда сопротивление резистора 2,2 кОм = 2200 Ом.
Первые две цифры согласно красному цвету – 22, третья красная полоса, это множитель. Стало быть, по таблице множитель для красной полосы – 100. На множитель необходимо умножить число 22. Тогда, 22 * 100 = 2200 Ом. Золотистая полоса соответствует допуску в 5%. Значит, реальное сопротивление может быть в пределе от 2090 Ом (2,09 кОм) до 2310 Ом (2,31 кОм).
Мощность рассеивания зависит от размеров и конструктивного исполнения корпуса.
На практике широкое распространение имеют резисторы с допуском 5 и 10%. Поэтому за допуск отвечают полосы золотого и серебристого цвета. Понятно, что в таком случае, первая полоса находится с противоположной стороны элемента. С неё и нужно начинать считывание номинала.
Но, как быть, если резистор имеет небольшой допуск, например 1 или 2% ? С какой стороны считывать номинал, если с обеих сторон присутствуют полосы красного и коричневого цветов?
Этот случай предусмотрели и первую полосу размещают ближе к одному из краёв резистора. Это можно заметить на рисунке таблицы. Полоски, обозначающие допуск расположены дальше от края элемента.
Конечно, бывают случаи, когда нет возможности считать цветовую маркировку резистора (забыли таблицу, стёрта/повреждена сама маркировка, некорректное нанесение полос и пр.).
В таком случае, узнать точное сопротивление резистора можно только, если измерить его сопротивление мультиметром или омметром.
В таком случае вы будете 100% знать его реальную величину. Также при сборке электронных устройств рекомендуется проверять резисторы мультиметром для того, чтобы отсеить возможный брак.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Резисторы применяются практически во всех электросхемах. Это наиболее простой компонент, в основном, служащий для ограничения или регулирования тока, благодаря наличию сопротивления при его протекании.
Резисторы
Внутреннее устройство детали может быть различным, но преимущественно это изолятор цилиндрической формы, с нанесённым на его внешнюю поверхность слоем либо несколькими витками тонкой проволоки, проводящими ток и рассчитанными на заданное значение сопротивления, измеряемое в омах.
Существующие разновидности резисторов:
Имеют неизменное сопротивление. Применяются, когда определенный участок электроцепи требует установки заданного уровня по току или напряжению. Такие компоненты необходимо рассчитывать и подбирать по параметрам;Важно! Материалом для изготовления практически всех нелинейных деталей, кроме угольных варисторов, применяемых в стабилизаторах напряжения, являются полупроводники.
При прохождении через них электротока происходит выделение тепловой энергии, рассеиваемой в окружающее пространство. Мощность детали является параметром, который показывает, сколько энергии она может выделить в виде тепла, оставаясь работоспособной. Мощность зависит от габаритов детали, поэтому у маленьких зарубежных резисторов ее определяют на глаз, сравнивая с российскими, технические характеристики которых известны;Важно! Импортные резисторные элементы идентичной мощности имеют несколько меньшие размеры, так как российские производятся с некоторым запасом по этому показателю.
На схеме мощность показана следующим образом.
Условное обозначение мощности
Цветовая маркировка резисторов
Невозможно изготовить деталь с номинальным сопротивлением, в точности соответствующим заявленному значению. Поэтому всегда указываются границы погрешности, называемые допуском. Его величина – 0,5-20%;Для расчета сопротивления резистора формула применяемая в первую очередь – это закон Ома:
I = U/R.
Исходя из этой формулы, можно вывести выражение для сопротивления:
R = U/I,
где U – разность потенциалов на выводных контактах резистора.
Пример. Необходимо провести зарядку аккумулятора 2,4 В зарядным током 50 мА от автомобильной 12-вольтовой батареи. Прямое соединение сделать нельзя из-за слишком высоких показателей по току и напряжению.
Но возможно поставить в схему сопротивление, которое обеспечит нужные параметры.
Предварительно нужно рассчитать резистор:
U = 12-2,4 = 9,6 B
Теперь можно уже подобрать нужный резистор по одному показателю.
Если рассчитанной детали не нашлось, можно применить соединение из нескольких резисторных элементов, установив их последовательно или параллельно. Расчет сопротивлений при этом имеет свои особенности.
Последовательно соединенные сопротивления складываются:
R = R1+ R2.
Если нужно получить общий результат 200 Ом, и имеется один резистор на 120 Ом, то расчет другого:
R2 = R-R1 = 200-120 = 80 Ом.
Последовательное соединение
При параллельной схеме другая зависимость:
1/R = 1/R1 + 1/R2.
Или преобразованный вариант:
R = (R1 x R2)/ (R1 + R2).
Важно! Параллельное соединение можно использовать, когда в наличии детали с большим сопротивлением, чем требуется, последовательное наоборот.
Пример. Необходимо сопротивление 200 Ом. Имеется деталь R2 на 360 Ом. Какое сопротивление подобрать еще? R1 = R2/(R2/R-1) = 360/(360/200-1) = 450 Ом.
Параллельное соединение
В смешанных схемах присутствуют последовательно-параллельные комбинации. Расчет таких схем сводится к их упрощению путем преобразований. На рисунке ниже представлено, как упростить схему, рассчитывая общий показатель для шести резисторов с учетом их соединения.
Расчет сопротивления в смешанной схеме
Определив сопротивление, еще нельзя выбрать деталь. Чтобы обеспечить надежную работу схемы, необходимо найти и другой параметр – мощность. Для этого надо знать, как рассчитать мощность резисторного элемента.
Формулы, по которым можно рассчитать мощность резистора:
Пример. I = 50 мА; R = 200 Ом. Тогда P = I² x R = 0,05² x 200 = 0,5 Вт.
Если не учитывать значение тока, расчет мощности резистора ведется по другой формуле.
Пример. U = 9,6 В, R = 200 Ом. P = U²/R = 9,6²/200 = 0,46 Вт. Получился тот же результат.
Теперь, зная точные параметры рассчитываемого резисторного элемента, подберем радиодеталь.
Важно! При выборе деталей возможно их заменить на резисторы с мощностью, больше рассчитанной, но обратный вариант не подходит.
Это основные формулы для расчета резисторных деталей, на основании которых производится анализ узлов схемы, где главным является определение токов и напряжений, протекающих через конкретный элемент.
Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку достаточной высокой, чтобы он сгорел.
Медные или золотые нити, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода создается на его номинальной рабочей силы тока.
Содержание
Предварительно выполните схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам сопротивление сопротивлению в Омах. Как правило, показано, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал.Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то використовуйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление последовательной или последовательной. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W.
При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 светодиода.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.
Не забываем мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвавшую электрическую цепь.
Чтобы определить полярность, можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Отличные характеристики кристаллов для дешевых ЛЕД
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми.
Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях. Уменьшая тока или снизить точки яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, какие будут светится ярче, другие тускло. Чем лучше они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В.С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.
Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED-чипа и зависит от назначения:
Прежде чем установить резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедиться в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.
Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм.В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5 Вт, поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5 Вт. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпусе 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1 Вт, при этом потреблении энергии 0,5 Вт.
Китайские светодиодные лампы кукурузы
Наглядным примером автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов.
Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.
Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W
Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определенные параметры, заказывают, ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло. Обычно делают 5 заказов, и не добиваются результатов и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода создается на его номинальной рабочей силы тока.
Содержание
Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам сопротивление сопротивлению в Омах. Как правило, показано, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то використовуйте больший номинал.Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление последовательной или последовательной. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 светодиода.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.
Не забывайте мощность токоограничивающего резистора, это способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвавшую электрическую цепь.
Чтобы определить полярность, подать небольшое напряжение или использовать функцию диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Отличные характеристики кристаллов для дешевых ЛЕД
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать, что они являются максимальными, для дорогих они будут более одинаковыми.Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях.
Уменьшая тока или снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, какие будут светится ярче, другие тускло. Чем лучше они горят, тем меньше разброс.
Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В.С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.
Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках светодиодного чипа и зависит от назначения:
Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.
Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм.
В фирменном таком большом корпусе используется для установки мощных кристаллов на 0,5 Вт, поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5 Вт.
Хитрый китаец этим пользуется, и в корпусе 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1 Вт, при этом потреблении энергии 0,5 Вт.
Китайские светодиодные лампы кукурузы
Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов.Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.
Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W
Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут при ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определенные параметры, заказывают, ждут доставку месяц.
После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло.
Обычно делают 5 заказов, и не добиваются результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.
Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором.Простейшим, ограничивающим током, является резистором.
Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.
Расчет резистора для светодиода простой сложной сложной и производится по школьной формуле.
А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.
Представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому проходит одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя правило Кирхгофа, получается второе равенство: или его интерпретация
В приведенных формулах R — сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED — сопротивление светодиода (Ом), U — (В).
Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.
На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение.
Затем создается резким током при незначительном росте прикладываемого напряжения.
Путём несложного преобразования двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора: ULED является величиной каждого отдельного типа светодиодов.
Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения.
Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить прямого напряжения.Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED).
В итоге все данные для расчета сопротивления получены.
Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED.
Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию пересечения с осьюинат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА.
Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление: чтобы схема была безопасной и надёжной исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:
Подключить светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным.
Например, светодиода использование в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого в электроприборах.В подобных устройств яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт.
Подключенная светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.
Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе теоретически составляет 12 В.
В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX.
А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы по 3 светодиода последовательно.
Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью покупки.
Вы получаете готовое устройство с известными включениями, которое остаётся лишь правильно подключить.
Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.
В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM – L к источнику напряжения 5 В. Cree XM – L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED = 0,7 А.В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего действительности.
Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Применять результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно изменяется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.
Используя наиболее распространенные резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его должен сопровождаться контрольными измерениями тока.
Второй способ обеспечения прецизионного резистора предполагает установку прецизионного резистора.
Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от других внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96).
В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала.
Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.
Мощность, рассеиваемый резистор, составит:
Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.
Вычислим КПД собранного светильника:
По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050.Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В.
Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода — в другую.
Подберем резистор для белого SMD 5050 с включением: типовое ULED = 3,3 В при токе одного чипа ILED = 0,02 А.Ближайшее стандартное значение — 30 Ом.
Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ± 5%.
У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.
Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов — это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно.С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную.
Всё что нужно — это первые два их главных светодиода, указать количество и источник питания.
Одним кликом мышки программа самостоятельно произведет расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этой программы предложит уже готовую схему включения.
Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны.Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, полностью занижая КПД устройства.
Вот так выглядит светодиод в жизни: А так обозначается на схеме:
Для чего служит светодиод? Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток.
Были изобретены в 70-е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии.
Подключение и пайка Светодиоды должны быть подключены правильным образом, учитывая их полярность + для анода и к для катода Катод имеет короткий вывод, более короткую ножку. Если вы видите внутри светодиода его внутренности — катод имеет большего размера (но это не официальный метод).
Проверка светодиодов Никогда не подключайте непосредственно светодиодов батарее или источникнику питания! Светодиод перегорит практически моментально, поскольку слишком большой ток сожжет его.
Светодиоды должны иметь ограничительный резистор.Для быстрого тестирования 1кОм резистор подходит большинству светодиодов если напряжение 12В или менее.
Не забывайте подключать светодиоды правильно, соблюдая полярность!
Цвета светодиодов Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый. Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.
Цвет светодиодов определен типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса.
Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его…
Многоцветные светодиоды
Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенный в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов в каждом кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.
Расчетного резистора Светодиод должен иметь резистор соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через, иначе он сгорит практически мгновенно… Резистор R определяет по формуле:
R = (V S — V L) / I
VS = напряжение питания VL = прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правилоот 2 до 4волт) I = ток светодиода (например, 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для Вашего диода Если размер сопротивления не получается подобрать точно, тогда резистор большего номинала.
На самом деле вы вряд-ли заметите разницу… совсем яркость свечения совсем незначительно. Например: Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0,020A,
R = (- 9 В) / 0,02A = 350 Ом. При этом можно выбрать 390 Ом (ближайшее стандартное значение, которые больше).
Последовательное подключение светодиодов. Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу — это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды.
Все светодиоды, которые соединены одного, долдны быть типа. Блок питания должен иметь достаточную мощность и обеспечить соответствующее напряжение.
Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0,015 А, Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).
Мигающие светодиоды Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно, потому что содержат встроенную интегральную схему.Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.
Раньше, это было практически самым быстрым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны 🙂При последовательном соединении необходимо выполнить сброс напряжения в каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для нее посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод.
При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, когда три — тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0,7, когда четыре диода — номинал для трёх умножаешь на 0,69, для — номинал для четырёх умножаешь на 0.68 и т.д.
При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от колиества, при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать.Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа.
Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому что как диоды имеют довольно большой разброс параметров.
И, как показывет практика, обязательно находится слабое звено.
Сегодня мы начнем с изучения нового элемента, а именно светодиода. Основные сведения о светодиоде собраны в отдельной статье здесь.
Светодиод, в основном, имеет 2 вывода: длинный вывод (анод) соединяется с плюсом питания, более короткий вывод (катод) с минусом.Светодиод, подключенный наоборот, не будет светиться, и кроме того, при превышении определенного напряжения может даже сгореть.
С чего следует начать при работе со светодиодом? С просмотром технических параметров на конкретный светодиод! Иногда необходимые нам сведения можно также получить при покупке в магазине. Что же нам нужно знать? То, что мы ищем — это прямой ток (прямой ток) и прямое напряжение (прямое напряжение).
Для светодиода главное — это правильно подобранный ток, так как он напрямую влияет на срок службы светодиода.Поэтому мы говорим, что светодиод — это элемент, питаемый то ком (не напряжением!).
При изучении таблицы данных одноцветных светодиодов размером 5мм вот что было обнаружено:
(параметры светодиодов могут незначительно отличаться в зависимости от экземпляра и производителя светодиодов)
Нашим источником питания, как и в предыдущих упражнениях, является кассета из 4 батареек, дающие напряжение около 6 вольт.Теперь встает вопрос: как подобрать резистор для ограничения тока красного светодиода, подключенного согласно следующей схеме:
Наша батарея напряжения порядка 6 вольт. Красному светодиоду необходим ток около 20мА. Плюс ко всему нужно учесть падение напряжения на этом светодиоде, т. е. 2,1 вольт:
Таким вот способом мы рассчитали сопротивление сопротивление R1 для красного светодиода, который должен иметь сопротивление минимум 195 Ом.
Но вы не сможете найти резистор такого номинала! Что же делать в таком случае? Надо взять из номинального ряда резистор большей величины, но с максимально близким сопротивлением.
См. Подбор сопротивления резистора по цветному полоскам
Ближайший в номинальном ряду резистор находится резистор сопротивлением 200 Ом, и именно такой мы должны использовать нашу схему. Почему? Конечно, ничто не мешает нам использовать резистор большего сопротивления, например, 470 Ом, 2,2 кОм… Но как это повлияет на свечение нашего светодиода? Давайте проверим!
На фото этого конечно не заметно, но светодиод светит очень ярко с резистором 200 Ом.Но что случится, если мы заменили резистор на другой, с большим сопротивлением, например, 470 Ом? Светодиод по-прежнему горит.
Дальше будем последовательно увеличивать сопротивление: 2,2кОм, 3,9кОм, 4,7кОм… Обратите внимание, что светодиод с сопротивлением сопротивлению светит все слабее и слабее пока, наконец, вообще не перестает светиться.
Еще одно средство по существу — необходимо использовать резисторы немного больше, чем это следует из расчетов (например, 210 Ом вместо 200 Ом).
Почему? Мы взяли номинальное напряжение нашей батареи, в реальности электрические батареи могут давать более высокое напряжение и сопротивление резистора может быть недостаточным.
Ток на светодиоде будет выше необходимого, что в счете скажется на сроке его службы.
Еще один пример, из жизни (вернее из частых вопросов). Как подобрать резистор для схемы (в автомобиль), в котором последовательно соединены два красных светодиода (прямой ток 20 мА, прямое напряжение 2,1 В)?
Резистор R1, к которому подключены два красных светодиода, должен иметь сопротивление минимум 490 Ом.
Ближайший в ряду является резистором номиналом 510 Ом. Если у вас нет резистора номиналом 510 Ом, помните, что вы можете соединить последовательно несколько резисторов, например, 5 резисторов по 100 Ом.
А можем ли мы в этой схеме последовательно подключить еще 5 светодиодов? Нет! На каждом из подключенных светодиодов количество источников напряжения, другими словами каждый из них потребляет количество, например, каждому красному светодиоду нужно 2,1 вольт. Легко подсчитать, что наша батарея не в состоянии обеспечить такое напряжение:
Таким же образом вы можете рассчитать сопротивление резистора для аналогичной схемы с напряжением питания 6 вольт. Какое получится сопротивление резистора R1? По нашим расчетам следует, что 90 Ом.
Следующий пример будет касаться параллельного соединения светодиодов, как показано на следующем рисунке:
Как лучше соединять светодиоды: последовательно или параллельно? Ответ не простой, потому что оба варианта имеют свои плюсы и минусы:
| Вид соединения светодиодов | |
| последовательное | параллельное |
| для всех светодиодов достаточно одного резистора | каждый светодиод должен иметь свой собственный резистор |
| повреждение одного светодиода приводит к отключению всей цепочки светодиодов | при повреждении одного или нескольких светодиодов, остальные светодиоды будут светятся |
| низкое значение тока | ток в цепи увеличивается с каждым последующим светодиодом (ток каждой ветви суммируется) |
| требуется более высокое напряжение источника питания с учетом падения напряжения на каждый из светодиодов | напряжение питания в схеме может быть низкое |
Под конец урока рассмотрим еще один популярный вид — мощные светодиоды.Благодаря им, мы можем получить яркий свет. Мощные светодиоды используются, например, в автомобилех, поэтому следующий пример будет касаться именно проблемы установки мощных светодиодов в автомобиле.
Напряжение в сети автомобиля 14 вольт. Мощный светодиод имеет прямой ток 350 мА и падение напряжения 3,3 вольт. Рассчитаем сопротивление для мощного светодиода так, как мы это делали выше:
Для нашего примера надо подобрать резистор минимум 31 Ом.Проблема в том, что мощный светодиод, как указывает само название, имеет мощность и здесь обычный резистор не достаточен. Помимо соответствующего сопротивления наш резистор должен иметь соответствующую номинальную мощность, т. е. допустимую мощность, которая выделяется на резисторе при его работе.
Помните, что основная задача резистора — это сопротивление току. При сопротивлении всегда будет выделяться тепло в той или иной степени. Слишком большая мощность может повредить резистор.
Мощность вычисляем по следующей формуле:
Номинальная мощность нашего резистора — это минимум 3,7 Вт. В связи с этим, наши стандартные резисторы мощностью 0,25 Вт быстро сгорят.
В приведенном выше примере используйте резистор на 5 Вт, но решением нескольких резисторов по 5 Вт, соединенных последовательно или последовательно.
Почему? Причина в том, что резисторы плохо отводят тепло (хотя бы из-за их формы), а использование нескольких резисторов сразу увеличит общую площадь поверхности, через которую происходит отдача тепла.
При подборе резистора для мощного светодиода необходимо дополнительное повышение температуры самого светодиода, что вызывает изменение прямого тока. Поэтому лучше взять резистор большего сопротивления, что обеспечит стабильную работу светодиода при увеличении прямого тока из-за его во время работы.
на практике для питания светодиодов применяют стабилизаторы тока, которые будут обсуждаться в мощных уроках.
Общее правило приборе резистора (резисторов) для светодиодов является использование чуть большего сопротивления, чем это следует из расчетов. Прямой ток падения и падение напряжения, протекающие через светодиод лучше измерить мультиметром, в расчетах соответствуют реальные параметры светодиода.
Я уже прочитал статью, сразу перейти к калькулятору.
Для устойчивой работы светодиоду необходим источник постоянного напряжения и стабилизированный ток, который не будет увеличен величиной, допустимой 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 ампер, то не обойтись без специальных устройств — драйверы (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 — 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 при планировании подключения светодиодов и выбрать 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 — UL) / I, где R — необходимое сопротивление в омах, U — напряжение источника питания, UL — падение напряжения на светодиоде в вольтах, I — нужный ток светодиода в амперах.
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 питания должно быть больше, чем суммарное падение напряжения.
Рассчитывает сопротивление резистора по такому же 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 варианте подключения важно использовать совершенно одинаковые светодиоды, иначе их разные параметры должны быть использованы 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, которому совсем «не обязательно светодиод знать» о наличии других светодиодов. При этом напряжении источника питания должно быть падение напряжения на одном светодиоде. Сила тока каждого светодиода регулироваться индивидуально, выбором подключенного к нему резистора.
Важно, чтобы источник питания «знал», сколько светодиодов к нему подключено, общую силу тока, которую требуется от него, равна сумме токов, протекающих через все светодиоды. Если один из светодиодов выйдет из строя, со свечением остальных ничего не произойдет, поскольку они работают индивидуально.
Учтите, что это не относится к параллельным светодиодам, которые питаются от токоограничивающего драйвера! Драйвер стабилизирует ток, выход из строя одной из веток приводит к общему снижению тока.Это снижение драйвер немедленно компенсирует, что к повышению тока на оставшихся ветках. А они могут это и не пережить.
По аналогичной причине исключено подключение нескольких параллельных светодиодов через один токоограничивающий резистор.
Схема правильного и неправильного параллельного подключения светодиодов
Сопротивление каждого резистора при параллельном подключении светодиодов рассчитывается, повторяется, 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 определенными.
Большое количество токоограничивающих резисторов, обеспечивающих более высокий общий КПД схемы по с последовательным подключением.
Быстро рассчитать сопротивление при подключении одного или нескольких одинаковых светодиодов поможет предложенная ниже форма онлайн-калькулятора светодиодов.
Подключать светодиоды — дело не из сложных. Логическое подключение достаточно знать школьный курс физики и соблюсти ряд правил.
Сегодня рассмотрим как правильно рассчитать резистор для светодиода и подключить его, чтобы он горел долго и на радость.
Главный параметр у любого светодиода — как считают многие.Светодиод необходим питать стабилизированный током, величина которого всегда указана на упаковке или в спецификации.
Ток на светодиодах ограничивается резистором — это самый дешевый вариант. Но есть и более «продвинутый» — использовать светодиодный драйвер.
По факту, использование резисторов — пережиток прошлого, ведь на сегодняшний день драйверы на любой вкус и цвет полным-полно и по самой привлекательной цене. К примеру, самые дешевые можно приобрести тут.
Драйверы обеспечивают стабильный ток на светодиодах независимо от изменения напряжения на его входе.
Правильное подключение светодиода к драйверу следует так: сперва необходимо подключить светодиод к драйверу, только после этого включаем драйвер.
Существует несколько типов подключения светодиодов:
к оглавлению ↑
P = 10 * 0,02 A = 0,2 Вт
Необходимый резистор — R = 500 Ом и Р = 0,2 Вт
к оглавлению ↑
Минус светодиода подключается с плюсом последующего. Так соединить можно до бесконечности. При таком соединении падения напряжения на светодиоде умножается на количество диодов в цепи.Т.е. если у нас 5 светодиодов с номинальным током 700 мА и падением напряжения 3,4 Вольта, то и драйвер нам необходим на 700 мА 3,4 * 5 = 17В
Это мы рассмотрели, какие можно подбирать драйверы, а теперь вернемся непосредственно к тому расчетному резистору для светодиода при таких соединениях.
Выше мы рассмотрели расчет резистора для светодиода (одного). Пр последовательном соединении расчетного аналога, необходимо падение напряжения на резисторе меньше.Если «на пальцах», то от источника питания Отнимается суммарное падение напряжения на светодиодах Vl = 3 * 2 = 6В. При условии, что у нас источник выдает 12В, то 12-6 = 6В.
R = 6 / 0,02 = 300 Ом.
Р = 6 * 0,02 = 0,12Вт
Т.е. нам нужен резистор на 300 Ом и 0,125 Вт.
Характеристики светодиода и источника питания аналогичные предыдущему примеру.
к оглавлению ↑
При таком соединении плюс светодиода соединяется с плюсом другого, минус с минусом.При таком соединении ток суммируется, падение остается неизменным. Т.е. если мы имеем 3 светодиода 700 и падением 3,4 В, то 0,7 * 3 = 2,1А, то нам драйверы соответствуют требованиям 4-7 В и не менее 2,1А.
Расчет резистора для светодиода в этом случае аналогичен первому случаю.
к оглавлению ↑
Интересное соединение. При таком расположении диодов несколько последовательных цепочек соединяются.Необходимо знать, что количество светодиодов в цепочках быть равным.
Драйвер подбирается с учетом падения напряжения на одной цепочке и произведению тока на количество цепочек. Т.е. 3 последовательные цепи с включением 12В и 350 напряжение остается 12В, а ток 350 * 3 = 1,05А.
Для долгой работы чипов нам нужен светодиодный драйвер с 12-15В и током 1050мА.
Расчет резистора для светодиода в этом случае будет таким:
Резистор при последовательном соединении, однако, следует учитывать, что потребление от источника питания увеличивается в три раза (0,2 + 0,2 + 0,2 = 0,06А).
При подключении светодиодов через резистор нужен стабилизированный источник питания, т.к. при изменении напряжения будет изменяться и ток, идущий через диод.
Еще один способ соединения светодиодов — параллельно-последовательное перекрестным соединением. но это достаточно сложная тема в расчетах, поэтому не буду ее тут раскрывать. Если потребуется, конечно, опишу, но думаю это нужно только узкому кругу специалистов.
В сети можно найти много онлайн-калькуляторов, которые Вам рассчитывают сразу резисторы.Но слепо верить им не стоит, а лучше перепроверить, следуя поговорке: «Хочешь сделать это хорошо, сделай это сам».
к оглавлению ↑
Резистор — это одна из составляющих электрической сети , характеризующаяся своей пассивностью и в лучшем случае, отличающаяся показателем сопротивления электротоку.То есть, в любое время для такого устройства должно быть справедливо закон Ома.
Главное предназначение устройств — способность энергично сопротивляться электрическому току. Благодаря этому качеству, резисторы нашли широкое применение при необходимости устройства искусственного освещения, в том числе и с использованием светодиодов.
Для чего необходимо использование резисторов в случае устройства светодиодного освещения?
Большинству потребителей известно, что обыкновенная лампочка накаливания даёт свет при её прямом подключении к какому-либо источнику питания.Лампочка может работать на протяжении длительного времени и перегорает лишь тогда, когда по причине слишком высокого напряжения чрезмерно нагревается накаливающая нить.
В таком случае лампочка, некоторым образом, реализует функцию резистора, поскольку прохождение электротока через нее затруднительно, но чем выше подаваемое напряжение, тем легче току удаётся преодолеть сопротивление лампочки.
Конечно же, поставить в один ряд сложную полупроводниковую деталь, как светодиодную и обыкновенную лампочку накаливания нельзя.
Важно знать, что светодиод — это такой электрический прибор , для функционирования которого предпочтительнее сама сила тока, а напряжение, имеющееся в сети. Например, если таким выбрано напряжение 1,8 В, к нему приходит 2 В, то, вероятнее всего, он перегорит — если вовремя не снижает напряжение до требующегося приспособления уровня. Вот с этой целью и требуется резистор, посредством которого осуществляется стабилизация используемого источника питания, чтобы подаваемое им напряжение не вывело устройство из строя.
В связи с этим крайне важно:
При последовательной схеме расстановки светодиодов, когда они располагаются один за одним, обычно хватает одного резистора, если получится правильно рассчитать его сопротивление.Это объясняется тем, что в электрической цепи имеется один и тот же ток , в каждом месте установки электрических приборов.
В случае параллельного соединения, для каждого светодиода требуется свой резистор. Если пренебречь этим требованием, то все напряжение придётся тянуть одному, так называемому «ограничивающему» светодиоду, то есть, которому необходимо наименьшее напряжение.
Он слишком быстро выйдет из строя , при этом напряжение будет подано на следующий в цепи прибор, который точно так же скоропостижно перегорит.
Такой поворот событий недопустим, следовательно, в случае параллельного подключения какого-либо числа светодиодов требуется использование такого же количества резисторов, характеристики подбираются расчётом.
При правильном понимании физики процесса, расчёт сопротивления и мощности устройств нельзя назвать невыполнимой задачей, с которой не под силу справиться обычному человеку.Для расчёта требующегося сопротивления резисторов, нужно обязательно учесть следующие моменты:
Калькулятор расчёта резисторов позволяет с высокой точностью определить необходимую мощность и показатель сопротивления резистора, установленного в цепи.
Для расчёта требующегося сопротивления необходимо в соответствующей строки онлайн-калькулятора внести:
. Применяются кнопки производственного процесса. на экране монитора полученные расчётные данные .
Также в онлайн-калькуляторах имеется некоторая база, содержащая данные о светодиодах и их параметрах. Представлена возможность расчёта:
Человек, не сильно разбирающийся в электрике и физике, в большинстве случаев не может самостоятельно рассчитать устройство для светодиодов. По этой проведению, проведение расчётов при помощи функционального и удобного онлайн-калькулятора — неоценимая помощь для обычных людей , не владеющих методикой расчётов с применением физической формулы.
Большинство известных производителей светодиодов и созданных на их основе лент, на своих официальных сайтах выкладывают собственный онлайн-калькулятор , с помощью которого можно только подобрать требующиеся резисторы и светодиоды, но и вычислить параметры используемых токовых приборов в различных режимах эксплуатации при использовании значениях тока, температуры, принимаемого и напряжения пр.
Резисторы — радиоэлементы, без которых нельзя построить ни одну электрическую схему. На их долю приходится примерно половина всех монтируемых в схеме деталей. Резисторы позволяют контролировать, ограничивать и распределять ток между другими элементами. Их основной характеристикой является измеряемое сопротивление в Ом. Обозначение резисторовГрафический знак резистора, принятый среди наших соотечественников, — прямоугольник.За рубежом его изображают в виде ломаной линии, напоминающей букву W. На рисунке обозначено буквенно-цифровую маркировку, которая включает букву R, число обозначает номер элемента на схеме, значение сопротивления. Если к номеру позиции элемента добавлен значок «*», то это означает, что величина сопротивления указана приблизительно. Точное значение придется подбирать при настройке устройства. Поэтому постоянные резисторы для данной области применения не пригодны.Внутри графического символа может указываться номинальная мощность рассеивания. Виды резисторовПроизводители предоставляют широчайший ассортимент резисторов, из которых нужно подобрать деталь, подходящую по конструкции, назначению и цене. Рассмотрим характеристики самых распространенных видов этих радиоэлементов. По материалу резистивного элемента различают изделия проволочные, непроволочные, металлофольговые. ПроволочныеЭто традиционная разновидность, применяемая нашими папами и дедушками.Токопроводящую проволоку с большим удельным сопротивлением изготавливают на основе сплавов из меди, никеля, марганца — манганина, константана, никелина. В ходе работы могут нагреваться. НепроволочныеВ состав входят: диэлектрическое основание и покрытие, обладающее определенным сопротивлением. Такое покрытие называют резистивом, оно может быть пленочным или объемным. Пленочные бывают:
Сопротивление пленочных резисторов регулируют за счет толщины покрытия. Основные характеристики этих изделий: стабильность, точность, диапазон Ом диапазон значений сопротивления — от нескольких до МОм. Классификация резисторов по принципу работыВ зависимости от области применения, используйте резисторы:
Разновидности полупроводниковых резисторовВ категорию полупроводниковых резисторов входят:
Параметры, учитываемые при покупке резисторовПри покупке этих деталей учитывают:
Была ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов.Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент. |
Здравствуйте уважаемые посетители сайта самоделок.Сегодня немного поговорим с вами об электрическом сопротивлении и резисторах. Сегодня снова сухая теория со школьного курса физики. Вы уж простите, знаю, некоторые задолбал такими постами, но поверьте, эта информация будет не лишней. Вскоре вы сами в этом сможете убедиться, и еще неоднократно заглянете в эти записи. Так что приступим.
Из данного поста вы узнаете как подобрать сопротивление. Но сначала очень кратко рассмотрим, что оно такое, для чего оно нужно и с чем его едят.Для этой цели я не стану изобретать велосипед а приведу отрывок текста из книги «Юный радиолюбитель», ну той самой, которая 1966 года выпуска.
Говоря о проводниках, мы имеем в виду вещества, материалы и прежде всего металлы, проводящие ток. Однако не все вещества, называемые проводниками, одинаково проводят электрический ток, т.е. они, как говорят, обладают неодинаковой проводимостью тока. Объясняется это тем, что при своем движении свободные электроны сталкиваются с атомами и молекулами, причем в одних веществах атомы и молекулы сильнее мешают движению электронов, а в других — меньше.Выражаясь техническим языком, одни вещества оказывают большое сопротивление электрическому току, а другие — малое. Из всех материалов широко применяемых в электротехнике и радиотехнике, наименьшее сопротивление электрическому току оказывает медь. Поэтому электрические провода и делают из меди. Еще меньшее сопротивление серебро, но это дорогой металл. За медью по величине сопротивления следует алюминий.
За единицу электрического сопротивления принят ом .1 ом — это сопротивление, сопротивление току ртутный столбик высотой 106,3 см и сечением 1 мм кв. при температуре 0 градусов по цельсию. Это так называемый эталон сопротивления.
Вот так вкратце о том, что такое сопротивление. Теперь немного о резисторах. Если кто не в курсе — попытаюсь объяснить, для чего они нам нужны. А нужны нам резисторы для того, чтобы увеличить сопротивление току в цепи, чтобы увеличить нагрузку так сказать. Выражая простым языком, объясню еще проще. Например у нас есть блок питания, который выдает 5 В напряжения, а мы хотим подключить к этому адаптеру светодиод, который потребляет лишь 3 В.Так вот лишние 2 мы ограничим резистором, в противном случае наш светодиод попросту сгорит.
Теперь давайте разберемся как нам правильно подобрать резистор. И для этого нам прежде всего понадобится Закон Ома . Чтобы всем было более понятно (хотя здесь ничего сложного нет вроде), давайте рассмотрим пример.
Итак, у нас есть блок питания выдающий 5 В и светодиод потребляющий 3 В. Отсюда следует, что нам нужно ограничить 5 В — 3 В = 2 В. Теперь применим Закон Ома, но для это нам еще понадобится сила тока.На сайте производителя я подсмотрел, что потребляет 20 мА. Приступим к расчетам.
Чтобы узнать сопротивление нам, следуя Закону Ома, нужно напряжение (U) в вольтах разделить на силу тока (I) в амперах. 20 мА — это 0,02 А. Итак, 2 В делим на 0,02 А получаем 100 ом.
Вот мы и высчитали, какое нам необходимо сопротивление. Теперь нужно подобрать резистор, обладающий сопротивлением 100 ом и соединить его последовательно со светодиодом к источнику питания.Теперь наш светодиод не перегорит, теоретически.
В принципе все было бы хорошо, но вот есть еще одно большое НО. Сопротивление, которое получит наш резистор превратится во что? Правильно в тепло! и чтобы резистор выдержал нагрузку нужно учесть еще и Мощность тока. Ну что же, продолжаем расчеты. Формулу помните?
Из предыдущего расчета мы помним, что ограничивали мы с вами 2 В а ток был 0,02 А. исходя из этого 2 В умножаем на 0,02 А и получаем 0,04 Вт.В общем с этим мы тоже разобрались теперь осталось поговорить о маркировке.Все резисторы промаркированы согласно определенному стандарту. Сегодня мы будем рассматривать маркировки советских резисторов а также маркировки, которые используют те или другие. Поговорим только о распространенной цветовой маркировке. Хотя, если быть откровенным, то поговорим, это очень громко сказано. На самом деле я просто предоставлю вам два определения резистора по цветовой маркировке, пользуюсь я.
Первый вариант — это специальная программка, которая так и называется «Резистор».Скачать ее вы отсюда . Принцип работы программы весьма прост. Определяете тип маркировки, указываете и получаете результат.
Не думаю, что с помощью этой программы у вас возникнут проблемы. Все просто и доступно. К тому же кроме цветной маркировки в ней предусмотрены несколько других видов маркировки резисторов.Второй вариант — это цветовая схема. Ей, я пользуюсь в том случае, когда компьютер нет под рукой. Для удобства я распечатал эту схему на цветномтере и таскаю с собой в кармане.Бывает такое, что на работе у электриков какую-нибудь схемку пригляжу и с помощью этой таблицы могу быстро отыскать нужный мне резистор.
Трудностей со схемой тоже, надеюсь, ни у кого не должно быть ничего. но если все-таки будут вопросы — пишите в комментариях, обязательно отвечу. А у меня на сегодня все. Всем до скорых встреч.
Минимальный набор параметров, который следует знать при выборе резистора — это номинальное сопротивление, допусимая мощность рассеивания, максимально допустимое напряжение.Но есть еще и расширенный набор характеристик, которые можно учитывать.
Для нас, радиогубителей, это излишняя информация. Но плохой радиогубитель, который не хочет стать генералом хочет знать мало.
Расширенный список факторов, котоыре следует учитывать при выборе резистора:
Не бывает резисторов со 100% точным значением сопротивления.Это миф. На 0,5% да отличается. Не дошла пока что технолоия до такого уровня. Поэтому подбирая резисторы для своего устройства следует знать, что значение их номинала может отличаться от заявленного маркировкой на от 0,5% до 10%. Поэтому при покупке следует внимательно читать какой у этих резисторов допуск на точность. Есть ещё одна особенность, связання с точностью номинала резистора. Чем меньше допуск (т.е выше точность номинала), тем уже рабочий диапазон температур. Практически все электронные компоненты зависят от температуры.И с её изменением меняется их номинал. Но об этом чуть позже.
Я общеал рассказать как можно увеличить точность резистора. Это очень легко. К примеру, у нас есть резистор с номиналом по маркировке в 30кОм с допуском 20%. Измеряем, а на деле он оказался 24кОм. Что делать? Значит надо последовательно с этим резистором включить второй на 6 кОм. Выбираем наиболее близкий по значению к 6 кОм: 4.7 + — 20%
Хорошо, но почему я сказал, что допускится? Давай посчитаем.
Если начальный разброс был от 24 до 36 кОм, то теперь он от 27.75 до 29.64. Это мы рассмотрели случай, когда исходное сопротивление было меньше необходимого. В случае, если оно больше (к примеру, 36 кОм) резисторы следует ставить параллельно.
Как я уже писал ранее, если по резистору протекает электрический ток, то он нагревается. Чем больше ток, тем «мощней» надо брать резистор.Маломощный резистор при протекании большого ток просто сгорит. Полыхнет синим пламенем, попрощается и умрёт. Резисторы выпускаются расчитанные на: 1 / 6Вт, 1 / 4Вт, 1 / 2Вт, 1Вт, 2Вт, 5Вт, 7Вт, 10Вт и т.д. Как мы помним из закона Ома: P = I 2 * R — помните и пользуйтесь этим законом, он спасает жизни!
Если приложить слишком большое напряжение к резистору, то можно превысить его допустимую мощность. Получим чих-пых, синее пламя и дым.
Пример. Какое максимальное напряжение можно приложить к резистору мощностью 1/4 Вт? Пользуемся законом Ома: 1/4 = 250 2 / R = 250 кОм.
Температура влияет на все электронные детали. На какие-то больше, на какие-то меньше. Резисторы не исключение. Резисторы имеют специальный коэффициент ТКС. Он определяет как изменится сопротивление резистора с изменением температуры. Желательно подбирать резисторы со схожим значением ТКС.Но в радиогубительских конструкций радиолюбители могут не заморачиваться. Пусть об этом греют голову профессионалы. Для них это дело чести, если финансирование позволяет, конечно 🙂
При температуре выше абсолютного нуля в радиодеталях появляется случайное движение электронов. А движение электронов это ток. Такие случайны токи называются шумом. Их значение очень мало. Чем выше частота собираемого устройства.
Шумы в резисторах зависят от сопротивления, частоты и температуры: Uшум = √ 4kTRπf — формулы бояться не следует. Всё равно пользоваться не будете =) Так как обычно распределяются шумов деталей пишутся в паспортах к ним (или в даташитах, как сейчас говорят). Так что можно посмотреть и оценить пригодность резистора к своему устройству.
ВЧ резисторы отличаются от обычных. Так как на высоких частотах сильней проявляются паразитные ёмкости и индуктивности резистора.Поэтому для ВЧ устройств следует брать соответствующие резисторы. Если вы не хотите получить дым или просто неработающее устройство.
На этом простой ликбез заканчивается. Пользуйтесь и применяйте резисторы с умом!
Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока.Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.
Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим током, является резистором.
Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.
Расчет резистора светодиода не является сложной формулой и производится по простой школьной формуле.А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.
Представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.
В этом случае светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому проходит одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (U R ) и на светодиоде (U LED ).Используя правило Кирхгофа, получается второе следующее равенство: или его интерпретацияВ приведенных формулах R — сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), R LED — дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U — напряжение (В).
Значение R LED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от которых зависит величина сопротивления.Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.
На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего R LED имеет большое значение. Затем создается резким током при незначительном росте прикладываемого напряжения.Путём сопротивления преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:
U LED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить вычислить прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (U LED ). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.
Тем не менее, вариант с использованием графики уникален и заслуживает определенного внимания.Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 в линии до пересечения с осью ординат и максимальное значение тока (I max ), примерно равное 50 мА. Используя Ома, исключающее сопротивление:
.Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:Подключить светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройств яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.
Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов.В остальных рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью покупки. Вы получаете готовое устройство с известными включениями, которое остаётся лишь правильно подключить.
, чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.
Используя наиболее распространенные резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его должен сопровождаться контрольными измерениями тока.
Второй способ предположения прецизионного резистора.Это такой элемент сопротивления которого не зависит от температуры и других внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.
Мощность, рассеиваемая резистором, составит:
Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.
Вычислим КПД собранного светильника:
Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода — в другую. Подберемный резистор для подключения белого SMD 5050 с включенным: типовое U LED = 3,3 В при токе одного чипа I LED = 0,02 А.
Ближайшее стандартное значение — 30 Ом.Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ± 5%.
У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.
Представленный ниже онлайн-калькулятор для светодиодов — это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно.С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно — это два главных источника светодиода, указать их и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведет расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этой программы предложит уже готовую схему включения.
Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны.Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, полностью занижая КПД устройства.
Любой светодиод имеет маленькое сопротивление. Если его подключить прямо к блоку питания, он немедленно перегорит, так как сила тока будет слишком высока. Провода, он подключается к выходам из меди или золота и не может выдержать скачка тока. Именно поэтому важно правильно расчет резистора для светодиода.
От правильности произведенного расчета зависит сколько долго будет работать светодиод. Если резистор имеет недостаточное сопротивление, светодиод может перегореть, если же наоборот, сила тока будет меньше номинальной, лампочка будет иметь тусклый свет. Для того чтобы провести расчеты, существуют специальные формулы и сделать это не сложно. Кроме того, существуют специальные программы, которые автоматически произведут все необходимые расчеты на основании введенных данных.
В данной статье будут рассмотрены все аспекты и тонкости подобных расчетов.Также в качестве бонуса в статье присутствует видеоролик на тему и научная статья, которою можно скачать.
Расчет сопротивления светодиода.
Как правило, указанные резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то використовуйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление последовательной или последовательной.Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 светодиода.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону. Не забываем мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла.Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвавшую электрическую цепь. Чтобы определить полярность, можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета.
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать, что они являются максимальными, для дорогих, они будут более одинаковыми.Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях.
Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, какие будут светится ярче, другие тускло. Чем лучше они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В.С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В. Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа и зависит от назначения цвета:
Светодиоды.
Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедиться в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм.
В фирменном таком большом корпусе используется для установки мощных кристаллов на 0,5 Вт, поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5 Вт.Хитрый китаец этим пользуется, и в корпусе 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1 Вт, при этом потреблении энергии 0,5 Вт.
Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность. Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress.Ищут хорошего продавца, который обещает определенные параметры, заказывают, ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло. Обычно делают 5 заказов, и не добиваются результатов и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.
Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где V = напряжение через резистор (V = S — V L в данном случае), I = ток через резистор.Итак, R = (V S — V L) / I. Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу — это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды. Все светодиоды, которые соединены последовательно, долдны быть одного типа. Блок питания должен иметь достаточную мощность и обеспечить соответствующее напряжение.
Пример расчета: Красный, желтый и зеленый диоды — при последовательном соединении необходимо напряжение питания — не менее 8V, так 9-вольтовая батарея будет практически идеальным устройством.V L = 2V + 2V + 2V = 6V (три диода, их напряжения суммируются). Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.015A, Резистором R = (V S — V L) / I = (9 — 6) / 0,015 = 200 Ом. Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).
Избегайте подключения светодиодов в параллели!
Рассмотрим семейство вольт-амперных характеристик (ВАХ) для светодиодов различных цветов. Эта характеристика показывает зависимость тока, проходящего через светоизлучающий диод, от напряжения, приложенного к нему.Как видно на рисунке, имеют характеристики нелинейный характер.
Это означает, что даже при небольшом изменении напряжения на несколько десятых долей вольта, ток может измениться в несколько раз. Однако при работе со светодиодами обычно используют наиболее линейный участок (т.н. рабочую область) ВАХ, где ток изменяется не так резко. Чаще всего производители указывают в характеристиках светодиода положения рабочей точки, то есть значения напряжения и тока, при которых достигается заявленная яркость свечения.
Представленные выше характеристики были получены для светоизлучающих диодов, включенных в прямом направлении. То есть отрицательный полюс питания подключен к катоду, а положительный — к аноду
Расчёт резистора для светодиода — очень важный момент перед подключением светодиода к источнику питания. Ведь от этого зависит то, как будет работать светодиод. Если сопротивление будет слишком маленьким сопротивлением, то светодиод может выйти из строя (перегореть), если сопротивление будет слишком велико, то светодиод будет излучать свет слабо.Расчёт резистора для светодиода образуется по следующей формуле:
Убедитесь, что выбранный вами электрический ток меньше, на который рассчитан светодиод.Переведите этот из миллиампер в амперы. Таким образом результатом будет величина сопротивления резистора в омах (Ом). Если рассчитанная величина сопротивления резистора не совпадает со стандартным номиналом резисторов, необходимо выбрать ближайший больший номинал.
Впрочем, Вы можете изначально выбрать несколько большее сопротивление, для экономии электричества например. Но надо помнить, что излучение светодиода в этом случае будет менее ярким. Если напряжение источника питания = 9 Вольт и у Вас красный светодиод (VL = 2V), требуемый ток I = 20 мА = 0.02А, R = (9В — 2В) / 0,02А = 350 Ом. Необходимо выбрать резистор сопротивлением 390 Ом (ближайшее большее значение).
Расчёт резистора для светодиода.
Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно, что содержат встроенную интегральную схему. Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.Светодиодные цифробуквенные индикаторы сейчас применяются очень редко, они сложнее и дороже жидкокристаллических. Раньше, это было практически и самым быстрым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны.
При последовательном соединении необходимо выполнить сброс напряжения в каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для нее посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод. При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три — номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0.7, когда четыре диода — номинал для трёх умножаешь на 0,69, для пяти — номинал для четырёх умножаешь на 0,68 и т.д.
При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от количества, параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа. Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому что диоды имеют довольно большой разброс параметров.И, как показывает практика, обязательно находится слабое звено.
Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.
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. 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 напряжение которое будет сопротивление сопротивление (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет VL.
Допустим, 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):
Допустим, что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем — 3В. Производим расчет напряжения на гасящем резистора — Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В. Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод.Номинальный ток 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 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 расчет расчетной 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).
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 светодиодные драйверы и стабилизаторы.
Расчет гасящего резистора для светодиода.
При большом количестве подключаемых светодиодов, особенно если они включены и последовательно, рассчитывать сопротивление каждого резистора вручную может быть проблематичным.Проще всего в таком случае используйте одну из программ расчета сопротивления.
включает в себя небольшую базу данных самых распространенных, поэтому необязательно вручную набирать значения падения напряжения и тока, достаточно указать напряжение питания и выбрать из списка нужный светоизлучающийод. Программа рассчитает сопротивление и мощность резисторов, а также нарисует схему подключения или принципиальную схему.
В данной статье были рассмотрены основные вопросы расчета подключения светодиодов посредством резистора.По ссылке можно скачать статью «Как рассчитать резистор для подключения светодиодов».
Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https: //vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источнику, откуда мы черпали информацию:
www.led-obzor.ru
www.www.casemods.ru
www.katod-anod.ru
www.radiostorage.net
www.ledno.ru
ПредыдущаяРезисторыЧто такое делитель напряжения и как он используется на резисторах?
СледующееРезисторыКак отличается параллельное и последовательное соединение резисторов?
.
Эти элементы лишены способности менять сопротивление во время эксплуатации.
Реагирует на степень освещенности. При ее низком уровне сопротивление этого элемента достигает 1 мОм, при ярком освещении оно резко падает.
Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью замера омметром или мультиметром.
Но возможно поставить в схему сопротивление, которое обеспечит нужные параметры.