Com calcular correctament i triar una resistència per a un LED

Cadascun de nosaltres ha vist LED. Un petit LED normal sembla un con-lent de plàstic sobre potes conductores, dins del qual hi ha un càtode i un ànode. Al diagrama, el LED es representa com un díode regular, des del qual les fletxes indiquen la llum emesa. De manera que el LED s'utilitza per rebre llum quan els electrons es mouen del càtode a l'anode - unió pn s’emet una llum visible.

La invenció del LED es va produir a la llunyana dècada de 1970, quan s’utilitzaven llums incandescents per obtenir llum en tot. Però avui, a principis del segle XXI, els LED finalment han ocupat el lloc de les fonts de llum elèctriques més efectives.

On és el signe més per al LED i on és el signe menys?

Per connectar correctament el LED a la font d’energia, primer heu d’observar la polaritat. L’ànode del LED està connectat al plus “+” de la font d’energia i el càtode a menys “-”. El càtode connectat a menys té una sortida curta, l’ànode, respectivament, és llarg, la cama llarga del LED està en el plus “+” de la font d’energia.

Mireu dins del LED: l’elèctrode gran és el càtode, és el que menys, l’elèctrode petit, que sembla el final de la cama, és l’avantatge. I al costat del càtode, la lent LED té un tall pla.

No sosteniu la soldadura durant molt de temps

Els cables del LED s’han de soldar perfectament i ràpidament, ja que la unió de semiconductors té molta por de l’excés de calor, per la qual cosa cal tocar el ferro de soldar amb cops de cua de la soldadura i, a continuació, treure la soldadura fora del camí. És millor subjectar la cama LED soldada amb pinces durant el procés de soldadura per assegurar-se que es tregui calor de la cama per si de cas.

Resistència necessària en comprovar el LED

Arribem al més important: com connectar el LED a una font d’energia. Si vols comproveu el funcionament del LED, llavors no el connecteu directament a la bateria ni a l'alimentació. Si l’alimentació és de 12 volts, utilitzeu una resistència d’1 kOhm en sèrie amb el LED que s’està provant per a la seguretat.

No us oblideu de la polaritat: un llarg camí cap a un avantatge, un cable d'un gran elèctrode intern a un menys. Si no utilitzeu resistència, el LED es cremarà ràpidament, si sobrepassa accidentalment la tensió nominal, passarà un gran corrent a través de la unió p-n i el LED gairebé fallarà immediatament.

Color LED

Els LED vénen de diferents colors, però el color de la brillantor no sempre està determinat pel color de la lent LED. Blanc, vermell, blau, taronja, verd o groc: la lent pot ser transparent i, si la activeu, serà vermella o blava. Els LED blau i blanc són els més cars. En general, la composició d’un semiconductor afecta el color de la brillantor del LED, i el color de la lent com a factor secundari.

LED RGB multicolor conté en un cas diverses unions de llum que emeten llum, cadascuna de les quals dóna el seu propi color brillant. Combinant la brillantor dels components amb corrents o freqüències de pols de corrent (per a cristalls vermells, verds i blaus), podeu obtenir qualsevol ombra. Aquí, per descomptat, calen resistències d’equilibri per a cada canal de color.

Cerqueu el valor de la resistència del LED

La resistència està connectada en sèrie amb el LED. La funció del resistor és limitar el corrent, acostar-lo al valor nominal del LED de manera que el LED no s’encengui instantàniament i funcionaria en mode nominal normal. Tenim en compte les dades inicials següents:

• Vps és la tensió de la font d’energia;

• Vdf: caiguda directa de tensió al LED en mode normal;

• Si el corrent nominal del LED és en mode de llum normal.

Ara, abans de trobar el valor de la resistència R necessària, tingueu en compte que el corrent del circuit sèrie serà constant, el mateix en cada element: el corrent Si a través del LED serà igual al corrent Ir a través de la resistència limitant.

Per tant, Ir = Si. Però Ir = Ur / R - segons la llei d'Ohm. I Ur = Vps-Vdf. Així, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / Si.

És a dir, coneixent la tensió de la font d’energia, la caiguda de tensió del LED i el seu corrent nominal, podeu triar fàcilment la resistència limitant adequada.

Si no es pot seleccionar el valor de resistència trobat de la sèrie estàndard de classificacions de resistència, es pren una resistència d'un valor lleugerament més gran, per exemple, en lloc dels 460 Ohms trobats, es prenen 470 Ohms, que sempre són fàcils de trobar. La brillantor del LED disminuirà molt lleugerament.

Exemple de selecció de resistència:

Suposem que hi ha una font d’alimentació de 12 volts i un LED que necessita 1,5 volts i 10 mA per tenir un brillo normal. Seleccionem una resistència d’apagament. 12-1,5 = 10,5 volts haurien de caure sobre la resistència i la corrent del circuit en sèrie (font d’energia, resistència, LED) hauria de ser de 10 mA, per tant, segons la llei d’Ohm: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohm. Seleccionem 1,1 kOhm.

Quin poder ha de ser el resistor? Si R = 1100 Ohms i la corrent és de 0,01 A, llavors, segons la llei de Joule-Lenz, l’energia tèrmica Q = I * I * R = 0,11 J s’alliberarà cada segon a la resistència, que equival a 0,11 W. Es farà un resistor de 0,125 W, fins i tot es mantindrà un marge.

Connexió en sèrie LED

Si teniu l’objectiu de connectar diversos LEDs en una sola font de llum, el millor és realitzar la connexió en sèrie. Això és necessari per no enganxar la resistència a cada LED, per evitar pèrdues d’energia innecessàries. Els LED del mateix tipus, del mateix lot, són els més adequats per a la connexió en sèrie.

Suposem que heu de combinar de manera constant 8 LEDs d’1,4 volts amb un corrent de 0,02 A per connectar-vos a una font d’alimentació de 12 volts. Evidentment, el corrent total serà de 0,02 A, però el voltatge total serà d’11,2 volts, per tant, 0,8 volts en un corrent de 0,02 A haurien de dissipar-se a la resistència. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 ohms. Trieu un resistor de potència mínima de 43 ohms.

La connexió paral·lela de les cordes LED no és la millor opció

Si voleu triar, el millor és connectar els LED en sèrie, no en paral·lel. Si connecteu diversos LED en paral·lel mitjançant una resistència comuna, a causa de la propagació en els paràmetres dels LED, cada un d'ells no serà en condicions d'igualtat amb els altres, alguns brillaran més brillant, agafant més corrent i alguns seran més escassos del contrari. Com a resultat, qualsevol dels LED es cremarà a causa de la ràpida degradació del cristall. És millor per a la connexió en paral·lel de LED, si no hi ha cap alternativa, apliqueu una resistència limitant a cada circuit.

Vegeu també Esquemes de connexió LED senzills