Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

В данной статье речь пойдет о расчете токоограничивающего резистора для светодиода.

Расчет резистора для одного светодиода

Для питания одного светодиода нам понадобится источник питания, например две пальчиковые батарейки по 1,5В каждая. Светодиод возьмем красного цвета, где прямое падение напряжения при рабочем токе 0,02 А (20мА) равно -2 В. Для обычных светодиодов максимально допустимый ток равен 0,02 А. Схема подключения светодиода представлена на рис.1.

Рис.1 – Схема подключения одного светодиода

Почему я использую термин «прямое падение напряжение», а не напряжение питания. А дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения.

Зная эту величину, можно определить оставшееся на светодиоде напряжение. Именно это значение нам нужно применять в расчетах.

Прямое падение напряжение для различных светодиодов в зависимости от длины волны представлено в таблице 1.

Таблица 1 — Характеристики светодиодов

Цветовая характеристика	Длина волны, нМ	Напряжение, В
Инфракрасные	от 760	до 1,9
Красные	610 — 760	от 1,6 до 2,03
Оранжевые	590 — 610	от 2,03 до 2,1
Желтые	570 — 590	от 2,1 до 2,2
Зеленые	500 — 570	от 2,2 до 3,5
Синие	450 — 500	от 2,5 до 3,7
Фиолетовые	400 — 450	2,8 до 4
Ультрафиолетовые	до 400	от 3,1 до 4,4
Белые	широкий спектр	от 3 до 3,7

Точное значение падения напряжения светодиода, можно узнать на упаковке к данному светодиоду или в справочной литературе.

Сопротивление резистора определяется по формуле:

R = (Uн.п – Uд)/Iд = (3В-2В)/0,02А = 50 Ом.

где:

• Uн.п – напряжение питания, В;
• Uд — прямое падение напряжения на светодиоде, В;
• Iд – рабочий ток светодиода, А.

Поскольку такого сопротивления в стандартном ряду нет, выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 51 Ом.

Чтобы гарантировать долгую работу светодиода и исключить ошибку в расчетах, рекомендую при расчетах использовать не максимально допустимый ток – 20 мА, а немного меньше – 15 мА.

Данное уменьшение тока никак не скажется на яркости свечения светодиода для человеческого глаза. Чтобы мы заметили изменение яркости свечения светодиода например в 2 раза, нужно уменьшить ток в 5 раза (согласно закона Вебера — Фехнера).

В результате мы получим, расчетное сопротивление токоограничивающего резистора: R = 50 Ом и мощность рассеивания Р = 0,02 Вт (20мВт).

Расчет резистора при последовательном соединении светодиодов

В случае расчета резистора при последовательном соединении, все светодиоды должны быть одного типа. Схема подключения светодиодов при последовательном соединении представлена на рис.2.

Рис.2 – Схема подключения светодиодов при последовательном соединении

Например мы хотим подключить к блоку питания 9 В, три зеленых светодиода, каждый по 2,4 В, рабочий ток – 20 мА.

Сопротивление резистора определяется по формуле:

R = (Uн.п – Uд1 + Uд2 + Uд3)/Iд = (9В — 2,4В +2,4В +2,4В)/0,02А = 90 Ом.

где:

• Uн.п – напряжение питания, В;
• Uд1…Uд3 — прямое падение напряжения на светодиодах, В;
• Iд – рабочий ток светодиода, А.

Выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 91 Ом.

Расчет резисторов при параллельно – последовательном соединении светодиодов

Часто на практике нам нужно подключить к источнику питания большое количество светодиодов, несколько десятков. Если все светодиоды подключить последовательно через один резистор, то в таком случае напряжения на источнике питания нам не хватит. Решением данной проблемы является параллельно-последовательное соединение светодиодов, как это показано на рис.3.

Исходя из напряжения источника питания, определяется максимальное количество светодиодов, которые можно соединить последовательно.

Рис.3 – Схема подключения светодиодов при параллельно — последовательном соединении

Например у нас имеется источник питания 12 В, исходя из напряжения источника питания максимальное количество светодиодов для одной цепи будет равно: 10В/2В = 5 шт, учитывая что на светодиоде (красного цвета) падение напряжения — 2 В.

Почему 10 В, а не 12 В мы взяли, связано это с тем, что на резисторе также будет падение напряжения и мы должны оставить, где то 2 В.

Сопротивление резистора для одной цепи, исходя из рабочего тока светодиодов определяется по формуле:

R = (Uн. п – Uд1 + Uд2 + Uд3+ Uд4+ Uд5)/Iд = (12В — 2В + 2В + 2В + 2В + 2В)/0,02А = 100 Ом.

Выбираем ближайшее сопротивление из номинального ряда Е24 в сторону увеличения — 110 Ом.

Количество таких цепочек из пяти светодиодов параллельно соединенных практически не ограничено!

Расчет резистора при параллельном соединении светодиодов

Данное подключение является не желательным и я его не рекомендую применять на практике. Связано это с тем что, у каждого светодиода присутствует технологическое падение напряжения и даже если все светодиоды из одной упаковке – это не является гарантией, что у них падение напряжение будет одинаково из-за технологии производства.

В результате у одного светодиода, ток будет больше чем у других и если он превысить максимально допустимый ток, он выйдет из строя. Следующий светодиод перегорит быстрее, так как через него уже будет проходить оставшийся ток, распределенный между другими светодиодами и так до тех пор, пока все светодиода не выйдут из строя.

Рис.4 – Схема подключения светодиодов при параллельном соединении

Решить данную проблему можно подключив к каждому светодиоду свой резистор, как это показано на рис.5.

Рис.5 – Схема подключения светодиодов и резисторов при параллельном соединении

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Подключение светодиода к 12 вольтам в машине (расчет сопротивления) (видео)

 Светодиоды — это современные, экономичные, надежные радиоэлементы, применяемые для световой индикации. Мы думаем об этом знает каждый и все! Именно исходя из этого опыта, столь высоко желание применить именно светодиоды, для конструирования самых различных электрических схем, как в бытовой электронике, так и для автомобиля. Но здесь возникают определенный трудности. Ведь самые распространенные светодиоды имеют напряжение питания 3…3,3 вольта, а бортовое напряжение автомобиля в номинале 12 вольт, при этом порой поднимается и до 14 вольт. Само собой здесь всплывает закономерное умозаключение, что для подключения светодиодов к 12 вольтовой сети машины, необходимо будет понизить напряжение.

Именно этой теме, подключению светодиода к бортовой сети автомобиля и понижению напряжения, будет посвящена статья.

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

 Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

  Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение.

Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

 Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло.

В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор.  В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

 Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Подключение светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

Начнем, как и в абзаце выше, с варианта подключения светодиода к напряжению в 12 вольт через резистор. Для того чтобы вам лучше было понять как же происходит падение напряжение, мы приведем несколько вариантов. Когда к 12 вольтам подключено 3 светодиода, 2 и 1.

Подключение 1 светодиода через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

 Итак, у нас есть светодиод. Его напряжение питания 3,3 вольта. То есть если бы мы взяли источник питания в 3,3 вольта и подключили к нему светодиод, то все было бы замечательно. Но в нашем случае наблюдается повышенное напряжение, которое не трудно посчитать по формуле.  14,5-3,3= 11,2 вольта. То есть нам необходимо первоначально снизить напряжение на 11,2 вольта, а затем лишь подать напряжение на светодиод.  Для того чтобы нам рассчитать сопротивление, необходимо знать какой ток протекает в цепи, то есть ток потребляемый светодиодом. В среднем это около 0,02 А. При желании можете посмотреть номинальный ток в даташите к светодиоду. В итоге, по закону Ома получается. R=11,2/0,02=560 Ом. Сопротивление резистора рассчитано. Ну, а уж схему нарисовать и того проще.

Мощность резистора рассчитывается по формуле  P=UI=11.2*0,02=0,224 Вт. Берем ближайший согласно стандартного типоряда.

Подключение 2 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

По аналогии с предыдущим примером все высчитывается также, но с одним условием. Так как светодиода уже два, то падение напряжения на них будет 6,6 вольта, а оставшиеся 14,5-6,6=7,9 вольта останутся резистору. Исходя из этого, схема будет следующей.

Так как ток в цепи не изменился, то мощность резистора остается без изменений.

Подключение 3 светодиодов через сопротивление к 12 вольтам в машине (через резистор)

И еще один вариант, когда практически все напряжение гасится светодиодами. А значит, резистор по своему номиналу будет еще меньше. Всего 240 Ом. Схема подключения 3 светодиодов к бортовой сети машины прилагается.

Напоследок нам лишь осталось сказать, что при расчетах было использовано напряжение не 12, а 14,5 вольт. Именно такое повышенное напряжение обычно возникает в электросети машины, когда она заведена.
 Также не трудно прикинуть, что при подключении 4 светодиодов, вам и вовсе не потребуется применение какого либо резистора, ведь на каждый из светодиодов придется по 3,6 вольта, что вполне допустимо.

Подключение светодиода через стабилизатор напряжения к 12 вольтам в машине (через микросхему)

 Теперь перейдем к стабилизированной схеме питания светодиодов от 12 вольт. Здесь, как мы уже и говорили, существует схема, которая регулирует собственное внутреннее сопротивление. Таким образом, питание светодиода будет осуществляться устойчиво, независимо от скачков напряжения бортовой сети.  К сожалению минусом применения микросхемы является тот факт, что минимальное стабилизированное напряжение, которое возможно добиться будет 5 вольт. Именно с таким напряжением можно встретить наиболее широко известные микросхемы – стабилизаторы КР142 ЕН 5Б или иностранный аналог L7805 или L7805CV. Здесь разница лишь в производителе и номинальном рабочем токе от 1 до 1,5 А.

 Так вот, оставшееся напряжение с 5 до 3,3 вольт придется гасить все по тому же примеру что и в предыдущих случаях, то есть с помощью применения резистора. Однако снизить напряжение резистором на 1,7 вольта это уже не столь критично как на 8-9 вольт. Стабилизация напряжения в этом случае все же будет наблюдаться! Приводим схему подключения микросхемы стабилизатора.
Как видите, она очень простая. Реализовать ее может каждый. Не сложнее чем припаять тот же резистор. Единственное условие это установка радиатора, который будет отводить тепло от микросхемы. Его установить нужно обязательно. На схеме написано что микросхема может питать 10 цепочек со светодиодом, на самом деле этот параметр занижен. По факту, если через светодиод проходит около 0,02 А, то она может обеспечивать питанием до 50 светодиодов. Если вам необходимо обеспечить питание большего количества, то используйте вторую такую же независимую схему. Использование двух микросхем подключенных параллельно не правильно. Так как их характеристики немного, да будут отличаться друг от друга, из-за индивидуальных особенностей. В итоге, у одной из микросхем будет шанс перегореть намного быстрее, так как режимы работы у нее будут иные — завышенные.
 О применение аналогичных микросхем мы уже рассказывали в статье «Зарядное устройство на 5 вольт в машине». Кстати, если вы все же решитесь выполнить питание для светодиода на ШИМ, хотя это вряд ли того стоит, то эта статья также раскроет вам все секреты реализации такого проекта.

Подводя итог о подключение светодиода к 12 вольтам в машине своими руками

 Подводя итог о подключении светодиода к 12 вольтовой сети можно сказать о простоте выполнения схемотехники. Как со случаем где применяется резистор, так и с микросхемой – стабилизатором. Все это легко и просто. По крайней мере, это самое простое, что может вам встретиться в электронике. Так что осилить подключение светодиода к бортовой сети машины в 12 вольт  должен каждый и наверняка. Если уж и это не «по зубам», то за более сложное и вовсе браться не следует.

Видео по подключению светодиода к сети в автомобиле

… а теперь чтобы вам было легче прикинуть какой номинал сопротивления нужен и какой мощностью для вашего конкретного случая, можете воспользоваться калькулятором подбора резистора

Схемы включения светодиодов

Светодиод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Светодиод является прибором токовым, т.е. ток через него должен быть ограничен с помощью резистора. Как рассчитать этот резистор, было уже рассказано, повторяться здесь не будем, но формулу, на всякий случай, приведем еще раз.

Рисунок 1.

Здесь Uпит. – напряжение питания, Uпад. – падение напряжение на светодиоде, R – сопротивление ограничивающего резистора, I – ток через светодиод.

Однако, несмотря на всю теорию, китайская промышленность выпускает всевозможные сувениры, брелоки, зажигалки, в которых светодиод включен без ограничительного резистора: просто две-три дисковых батарейки и один светодиод. В этом случае ток ограничивается внутренним сопротивлением батареи, мощности которой просто не хватает, чтобы спалить светодиод.

Но тут, кроме перегорания, есть и еще одно неприятное свойство – деградация светодиодов, более всего присущее светодиодам белого и синего цветов: через некоторое время яркость свечения становится совсем незначительной, хотя ток через светодиод протекает вполне достаточный, на уровне номинального.

Нельзя сказать, что не светит вовсе, свечение еле заметно, но это уже не фонарик. Если при номинальном токе деградация происходит не ранее, чем через год непрерывного свечения, то при завышенном токе дождаться этого явления можно через полчаса. Такое включение светодиода следует назвать плохим.

Подобную схему можно объяснить лишь стремлением сэкономить на одном резисторе, припое, и трудозатратах, что при массовых масштабах производства, видимо, оправдано. Кроме того, зажигалка или брелок вещь одноразовая, копеечная: кончился газ или села батарейка — сувенир просто выкинули.

Рисунок 2. Схема плохая, но применяется достаточно часто.

Очень интересные вещи получаются (конечно, случайно), если по такой схеме подключить светодиод к блоку питания с выходным напряжением 12В и током не менее 3А: происходит ослепительная вспышка, раздается достаточно громкий хлопок, дымок, и остается удушливый запах. Так и вспоминается вот такая притча: «Можно ли посмотреть на Солнце в телескоп? Да, но только два раза. Один раз левым глазом, другой правым». Кстати, подключение светодиода без ограничительного резистора наиболее распространенная ошибка у начинающих, и о ней хотелось бы предупредить.

Чтобы исправить это положение, продлить срок службы светодиода, схему следовало бы чуточку изменить.

Рисунок 3. Хорошая схема, правильная.

Именно такую схему следует считать хорошей или правильной. Чтобы проверить, правильно ли указан номинал резистора R1, можно воспользоваться формулой, показанной на рисунке 1. Будем считать, что падение напряжения на светодиоде 2В, ток 20мА, напряжение питания 3В обусловлено применением двух пальчиковых батареек.

А вообще не надо стремиться ограничить ток на уровне предельно допустимых 20мА, можно запитать светодиод меньшим током, ну, хотя бы, миллиампер 15…18. При этом произойдет совсем незначительное уменьшение яркости, который глаз человека, в силу особенностей устройства, не заметит совсем, а вот срок службы светодиода намного увеличится.

Еще один пример плохого включения светодиодов можно встретить в различных фонариках, уже более мощных, нежели брелоки и зажигалки. В этом случае некоторое количество светодиодов, иногда достаточно большое, просто включено параллельно, и тоже без ограничительного резистора, в роли которого опять же выступает внутреннее сопротивление батареи. Такие фонарики достаточно часто попадают в ремонт именно по причине выгорания светодиодов.

Рисунок 4. Совсем плохая схема включения.

Казалось бы, исправить положение может схема, показанная на рисунке 5. Всего один резистор, и дело, казалось бы, пошло на поправку.

Рисунок 5. Так уже немного лучше.

Но и такое включение поможет мало. Дело в том, что в природе просто не найти двух одинаковых полупроводниковых приборов. Именно поэтому, например, транзисторы одного типа имеют различный коэффициент усиления, даже если они из одной производственной партии. Тиристоры и симисторы тоже бывают разные. Некоторые открываются легко, а другие настолько тяжко, что от их применения приходится отказаться. То же можно сказать и о светодиодах – двух абсолютно одинаковых, тем более трех или целой кучи, найти просто невозможно.

Замечание на тему. В DataSheet на светодиодную сборку SMD-5050 (три независимых светодиода в одном корпусе) включение, показанное на рисунке 5, не рекомендуется. Мол, из-за разброса параметров отдельных светодиодов, может быть заметна разница в их свечении. А казалось бы, в одном корпусе!

Никакого коэффициента усиления у светодиодов, конечно же, нет, зато есть такой важный параметр, как прямое падение напряжения. И если даже светодиоды взяты из одной технологической партии, из одной упаковки, то двух одинаковых в ней просто не будет. Поэтому ток у всех светодиодов будет разный. Тот светодиод, у которого ток будет больше всех, и рано или поздно превысит номинальный, сгорит раньше всех.

В связи с этим прискорбным событием весь возможный ток пойдет через два оставшихся в живых светодиода, естественно, превышая номинальный. Ведь резистор-то рассчитывался «на троих», на три светодиода. Повышенный ток вызовет и повышенный нагрев кристаллов светодиодов, и тот, который окажется «слабее», тоже сгорает. Последнему светодиоду также не остается ничего иного, как последовать примеру своих товарищей. Такая вот цепная реакция получается.

В данном случае под словом «сгорит» подразумевается просто разрыв цепи. Но может произойти, что в одном из светодиодов получится элементарно короткое замыкание, шунтирующее остальные два светодиода. Естественно, что они обязательно погаснут, хотя и останутся в живых. Резистор при такой неисправности будет усиленно греться и в конце концов, может быть, сгорит.

Чтобы такого не произошло, схему надо немного изменить: для каждого светодиода установить свой резистор, что и показано на рисунке 6.

Рисунок 6. А вот так светодиоды прослужат очень долго.

Здесь все, как требуется, все по правилам схемотехники: ток каждого светодиода будет ограничен своим резистором. В такой схеме токи через светодиоды не зависят друг от друга.

Но и это включение не вызывает особого восторга, поскольку количество резисторов равно количеству светодиодов. А хотелось бы, чтобы светодиодов было побольше, а резисторов поменьше. Как же быть?

Выход из этого положения достаточно простой. Каждый светодиод надо заменить цепочкой последовательно включенных светодиодов, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7. Параллельное включение гирлянд.

Платой за такое усовершенствование будет увеличение напряжения питания. Если для одного светодиода достаточно всего трех вольт, то даже два светодиода, включенных последовательно, от такого напряжения уже не зажечь. Так какое же напряжение понадобится для включения гирлянды из светодиодов? Или по-другому, сколько светодиодов можно подключить к источнику питания с напряжением, например, 12В?

Замечание. Под названием «гирлянда» здесь и далее следует понимать не только елочное украшение, но также любой осветительный светодиодный прибор, в котором светодиоды соединены последовательно или параллельно. Главное, что светодиод не один. Гирлянда, она и в Африке гирлянда!

Чтобы получить ответ на этот вопрос, достаточно напряжение питания просто разделить на падение напряжения на светодиоде. В большинстве случаев при расчетах это напряжение принимается 2В. Тогда получается 12/2=6. Но не надо забывать, что какая-то часть напряжения должна остаться для гасящего резистора, хотя бы вольта 2.

Получается, что на светодиоды остается только 10В, и количество светодиодов станет 10/2=5. При таком положении дел, чтобы получить ток 20мА, ограничительный резистор должен иметь номинал 2В/20мА=100Ом. Мощность резистора при этом составит P=U*I=2В*20мА=40мВт.

Такой расчет вполне справедлив, если прямое напряжение светодиодов в гирлянде, как было указано, 2В. Именно это значение часто принимается при расчетах, как некоторое среднее. Но на самом деле это напряжение зависит от типа светодиодов, от цвета свечения. Поэтому при расчетах гирлянд следует ориентироваться на тип светодиодов. Падения напряжения для светодиодов разных типов приведены в таблице, показанной на рисунке 8.

Рисунок 8. Падение напряжения на светодиодах разных цветов.

Таким образом, при напряжении источника питания 12В, за вычетом падения напряжения на токоограничивающем резисторе, всего можно подключить 10/3,7=2,7027 белых светодиодов. Но кусочек от светодиода не отрежешь, поэтому подключить возможно только два светодиода. Такой результат получается если из таблицы взять максимальное значение падения напряжения.

Если же в расчет подставить 3В, то совершенно очевидно, что подключить возможно три светодиода. При этом каждый раз придется кропотливо пересчитывать сопротивление ограничительного резистора. Если реальные светодиоды окажутся с падением напряжения 3,7В, а может выше, три светодиода могут и не зажечься. Так что лучше остановиться на двух.

Принципиально не важно, какого цвета будут светодиоды, просто при расчете придется учитывать разные падения напряжений в зависимости от цвета свечения светодиода. Главное, чтобы они были рассчитаны на один ток. Нельзя собрать последовательную гирлянду из светодиодов, часть которых с током 20мА, а другая часть из 10-ти миллиамперных.

Понятно, что при токе 20мА светодиоды с номинальным током 10мА попросту сгорят. Если же ограничить ток на уровне 10мА, то 20-ти миллиамперные засветятся недостаточно ярко, примерно как в выключателе со светодиодом: ночью видно, днем нет.

Чтобы облегчить себе жизнь, радиолюбители разрабатывают различные программы-калькуляторы, облегчающие всевозможные рутинные расчеты. Например, программы для расчета индуктивностей, фильтров различного типа, стабилизаторов тока. Есть такая программа и для расчета светодиодных гирлянд. Скриншот такой программы приведен на рисунке 9.

Рисунок 9. Скриншот программы «Расчет_сопротивления_резистора__Ledz_».

Программа работает без установки в системе, просто ее надо скачать и пользоваться. Все настолько просто и понятно, что никаких пояснений к скриншоту совсем не требуется. Естественно, что все светодиоды должны быть одного цвета и с одинаковым током.

Ограничительные резисторы это, конечно, хорошо. Но только тогда, когда известно, что вот эта гирлянда будет питаться от стабилизированного источника постоянного напряжения 12В, и ток через светодиоды не превысит расчетного значения. А как быть, если просто нет источника с напряжением 12В?

Такая ситуация может возникнуть, например, в грузовом автомобиле с напряжением бортовой сети 24В. Выйти из такой кризисной ситуации поможет стабилизатор тока, например, «SSC0018 — Регулируемый стабилизатор тока 20..600мА». Его внешний вид показан на рисунке 10.

Рисунок 10. Регулируемый стабилизатор тока SSC0018

Технические характеристики стабилизатора показаны на рисунке 11.

Рисунок 11. Технические характеристики стабилизатора тока SSC0018

Изначально стабилизатор тока SSC0018 был разработан для применения в светодиодных светильниках, но может также применяться для зарядки малогабаритных аккумуляторов. Пользоваться устройством SSC0018 достаточно просто.

Сопротивление нагрузки на выходе стабилизатора тока может быть нулевым, попросту можно замкнуть накоротко выходные клеммы. Ведь стабилизаторы и источники тока не боятся коротких замыканий. При этом ток на выходе будет номинальным. Уж если установили 20мА, то столько и будет.

Из сказанного можно сделать вывод, что к выходу стабилизатора тока можно «напрямую» подключить миллиамперметр постоянного тока. Начинать такое подключение следует с самого большого предела измерений, ведь какой там отрегулирован ток никому не известно. Далее простым вращением подстроечного резистора установить требуемый ток. При этом, конечно, не забыть подключить стабилизатор тока SSC0018 к блоку питания. На рисунке 12 показана схема включения SSC0018 для питания светодиодов, соединенных параллельно.

Рисунок 12. Подключение для питания светодиодов, соединенных параллельно

Здесь все понятно из схемы. Для четырех светодиодов с током потребления 20мА на каждый на выходе стабилизатора надо выставить ток 80мА. При этом на входе стабилизатора SSC0018 потребуется напряжение чуть большее, чем падение напряжения на одном светодиоде, о чем было сказано выше. Конечно, подойдет и большее напряжение, но это приведет только к дополнительному нагреву микросхемы стабилизатора.

Замечание. Если для ограничения тока с помощью резистора напряжение источника питания должно превышать общее напряжение на светодиодах незначительно, всего вольта на два, то для нормальной работы стабилизатора тока SSC0018 это превышение должно быть несколько выше. Никак не меньше, чем 3…4В, иначе попросту не откроется регулирующий элемент стабилизатора.

На рисунке 13 показано подключение стабилизатора SSC0018 при использовании гирлянды из нескольких последовательно соединенных светодиодов.

Рисунок 13. Питание последовательной гирлянды через стабилизатор SSC0018

Рисунок взят из технической документации, поэтому попробуем рассчитать количество светодиодов в гирлянде и постоянное напряжение, потребное от блока питания.

Указанный на схеме ток, 350мА, позволяет сделать вывод, что гирлянда собрана из мощных белых светодиодов, ведь как было сказано чуть выше, основное назначение стабилизатора SSC0018 это источники освещения. Падение напряжения на белом светодиоде находится в пределах 3…3,7В. Для расчета следует взять максимальное значение 3,7В.

Максимальное входное напряжение стабилизатора SSC0018 составляет 50В. Вычитаем из этого значения 5В, необходимых для работы самого стабилизатора, остается 45В. Этим напряжением можно «засветить» 45/3,7=12,1621621… светодиодов. Очевидно, что это надо округлить до 12.

Количество светодиодов может быть и меньше. Тогда входное напряжение придется уменьшить (при этом выходной ток не изменится, так и останется 350мА как был отрегулирован), зачем на 3 светодиода, пусть даже мощных, подавать 50В? Такое издевательство может закончиться плачевно, ведь мощные светодиоды отнюдь недешевы. Какое потребуется напряжение для подключения трех мощных светодиодов желающие, а они всегда найдутся, могут посчитать сами.

Регулируемый стабилизатор тока SSC0018 устройство достаточно хорошее. Но весь вопрос в том, всегда ли оно нужно? Да и цена девайса несколько смущает. Каков же может быть выход из создавшегося положения? Все очень просто. Прекрасный стабилизатор тока получается из интегральных стабилизаторов напряжения, например, серии 78XX или LM317.

Для создания такого стабилизатора тока на базе стабилизатора напряжения потребуется всего 2 детали. Собственно сам стабилизатор и один единственный резистор, сопротивление и мощность которого поможет рассчитать программа StabDesign, скриншот которой показан на рисунке 14.

Рисунок 14. Расчет стабилизатора тока с помощью программы StabDesign.

Особых пояснений программа не требует. В выпадающем меню Type выбирается тип стабилизатора, в строке Iн задается требуемый ток и нажимается кнопочка Calculate. В результате получается сопротивление резистора R1 и его мощность. На рисунке расчет проведен для тока 20мА. Это для случая, когда светодиоды соединены последовательно. Для параллельного соединения ток подсчитывается так же, как показано на рисунке 12.

Светодиодная гирлянда подключается вместо резистора Rн, символизирующего нагрузку стабилизатора тока. Возможно даже подключение всего одного светодиода. При этом катод подключается к общему проводу, а анод к резистору R1.

Входное напряжение рассмотренного стабилизатора тока находится в пределах 15…39В, поскольку применен стабилизатор 7812 с напряжением стабилизации 12В.

Ранее ЭлектроВести писали, что в городе Эссен (Германия) возле городской филармонии и театра Аалто установили 15 интеллектуальных уличных фонарей, которые позволят подзарядить автомобиль, а также предоставлять данные о качестве окружающего воздуха и доступ в Интернет.

По материалам: electrik.info.

Резистор для светодиода — РадиоСхема

Резисторы для светодиодных (LED) цепей

Светодиод (LED) излучает свет, когда электрический ток проходит через него. Простейшая схема для питания светодиодов представляет собой источник напряжения с резистором и светодиодом в серии. Такой резистор часто называют балластного реостата. Балластный резистор используется для ограничения тока через светодиод и, чтобы предотвратить, от сгорания. Если источник напряжения равна падению напряжения на светодиоде, резистор не требуется.

<<< Калькуляторы онлайн

<<< Все Калькуляторы

Светодиоды, светодиодные ленты, лампы и LED для автомобиля 

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать с помощью закона Ома и законов Кирхгофа. Номинальное LED напряжение вычитается из напряжения источника, а затем делится на необходимый светодиодный рабочий ток:

      R=V — Vled / I

где V-напряжение источника, Vled — это напряжение светодиода и I —  тока светодиода. Таким образом, Вы можете найти нужный резистор для светодиода.

Светодиоды также доступны в интегрированном пакете с правильным резистор для светодиодных операции. Эта простая схема может быть использована как индикатор питания на DVD-плеер или компьютерный монитор. Хотя эта простая схема широко используется в области потребительской электроники, это не очень эффективно, так как избыток энергии источника напряжения рассеивается на резисторе балласт. Поэтому, иногда более сложных схем применяются с лучшей энергоэффективностью.

Пример простой светодиодной схемы

В этом примере светодиод с напряжением 2 вольта и ток от 20 мА должен быть подключен к 12 В питания. Балластный резистор может быть рассчитана по формуле выше.

Тем самым имеем:

R=V — Vled / I = 12 — 2 / 0,02 = 500 Ом

Резистор должен иметь сопротивление 500 ом. Если точнее значение необходимо выбрать следующее значение, которое выше рассчитанного.

Какой резистор нужен для светодиода на 3 вольта

Самая простая гирлянда из светодиодов на 3 вольта

Светодиоды разного цвета имеют свою рабочую зону напряжения. Если мы видим светодиод на 3 вольта, то он может давать белый, голубой или зеленый свет. Напрямую подключать его к источнику питания, который генерирует более 3 вольт нельзя.

Расчет сопротивления резистора

Чтобы понизить напряжение на светодиоде, в цепь перед ним последовательно включают резистор. Основная задача электрика или любителя будет заключаться в том, чтобы правильно подобрать сопротивление.

В этом нет особой сложности. Главное, знать электрические параметры светодиодной лампочки, вспомнить закон Ома и определение мощности тока.

R=Uна резисторе/Iсветодиода

Iсветодиода – это допустимый ток для светодиода. Он обязательно указывается в характеристиках прибора вместе с прямым падением напряжения. Нельзя, чтобы ток, проходящий по цепи, превысил допустимую величину. Это может вывести светодиодный прибор из строя.

Зачастую на готовых к использованию светодиодных приборах пишут мощность (Вт) и напряжение или ток. Но зная две из этих характеристик, всегда можно найти третью. Самые простые осветительные приборы потребляют мощность порядка 0,06 Вт.

При последовательном включении общее напряжение источника питания U складывается из Uна рез. и Uна светодиоде. Тогда Uна рез.=U-Uна светодиоде

Предположим, необходимо подключить светодиодную лампочку с прямым напряжением 3 вольта и током 20 мА к источнику питания 12 вольт. Получаем:

R=(12-3)/0,02=450 Ом.

Обычно, сопротивление берут с запасом. Для того ток умножают на коэффициент 0,75. Это равносильно умножению сопротивления на 1,33.

Следовательно, необходимо взять сопротивление 450*1,33=598,5=0,6 кОм или чуть больше.

Мощность резистора

Для определения мощности сопротивления применяется формула:

P=U²/ R= Iсветодиода*(U-Uна светодиоде)

В нашем случае: P=0,02*(12-3)=0,18 Вт

Такой мощности резисторы не выпускаются, поэтому необходимо брать ближайший к нему элемент с большим значением, а именно 0,25 ватта. Если у вас нет резистора мощность 0,25 Вт, то можно включить параллельно два сопротивления меньшей мощности.

Количество светодиодов в гирлянде

Аналогичным образом рассчитывается резистор, если в цепь последовательно включено несколько светодиодов на 3 вольта. В этом случае от общего напряжения вычитается сумма напряжений всех лампочек.

Все светодиоды для гирлянды из нескольких лампочек следует брать одинаковыми, чтобы через цепь проходил постоянный одинаковый ток.

Максимальное количество лампочек можно узнать, если разделить U сети на U одного светодиода и на коэффициент запаса 1,15.

N=12:3:1,15=3,48

К источнику в 12 вольт можно спокойно подключить 3 излучающих свет полупроводника с напряжением 3 вольта и получить яркое свечение каждого из них.

Мощность такой гирлянды довольно маленькая. В этом и заключается преимущество светодиодных лампочек. Даже большая гирлянда будет потреблять у вас минимум энергии. Этим с успехом пользуются дизайнеры, украшая интерьеры, делая подсветку мебели и техники.

На сегодняшний день выпускаются сверхяркие модели с напряжением 3 вольта и повышенным допустимым током. Мощность каждого из них достигает 1 Вт и более, и применение у таких моделей уже несколько иное. Светодиод, потребляющий 1-2 Вт, применяют в модулях для прожекторов, фонарей, фар и рабочего освещения помещений.

Примером может служить продукция компании CREE, которая предлагает светодиодные продукты мощностью 1 Вт, 3Вт и т. д. Они созданы по технологиям, которые открывают новые возможности в этой отрасли.

le-diod.ru

Расчет резистора для светодиода

Привет друзья! Сегодня мы с вами будем рассчитывать резистор для светодиода. Не буду лить много воды, а сразу перейду к делу и объясню алгоритм расчета. Все что нам понадобится, это закон Ома для участка цепи!

Задача. Имеем источник напряжения 12 Вольт, необходимо запитать светодиод напряжением 3 Вольта, чтобы последний не сгорел.

Схема подключения выглядит следующим образом:

Смысл тут прост. Если напряжение источника 12 Вольт, а напряжение светодиода 3 Вольта, то необходим такой резистор R1, чтобы на нем падало 9 Вольт. 

Если был бы источник напряжения 36 Вольт, то необходим резистор R1 такого номинала, чтобы на нем падало 33 Вольта. Теперь давайте считать! 

1. Источник напряжения 12 Вольт, светодиод питается 3 Вольтами, падение на резисторе R1 = 12-3=9 Вольт. 

2. Ток, потребляемый 3 Вольтовым светодиодом в среднем 20 мА = 0,02 Ампер.
3. Далее вступает в бой закон Ома, I=U/R, отсюда следует, что R=U/I.

4. R1=9 Вольт/ 0,02 Ампер = 450 Ом. (на данном этапе нужно подставить в формулу не напряжение питания, а напряжение, которое должно упасть на резисторе R1).

5. Выбираем резистор из стандартного ряда, R1 = 470 Ом.

6. Далее мы рассчитаем минимальную мощность резистора. Напряжение, которое падает на резисторе 9 Вольт. Ток, текущий через резистор 0,02 Ампер.

7. Мощность находится по следующей формуле P=I*U, P= 9 Вольт*0,02 Ампер = 0,18 Вт.

8. Выбираем мощность резистора из стандартного ряда, P = 0,25 Вт.

Расчет окончен, наш резистор R1 = 470 Ом, 0,25 Вт.

Теперь давайте соберем схему и убедимся на практике в правильности нашего расчета. Резистор на 470 кОм я не нашел, но собрал из двух одни, на 480 кОм.

Напряжение на выходе источника напряжения 12 Вольт.

Напряжение, падающее на светодиоде равно  3,15 Вольт, остальное напряжение  падает на резисторе (8,85 Вольт).

Ну и ток, протекающий через резистор и светодиод равен 18 мА.

В принципе  расчет верен.

audio-cxem.ru

Расчет резистора для светодиода, калькулятор

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

• 1. Онлайн калькулятор
• 2. Основные параметры
• 3. Особенности дешёвых ЛЕД

Онлайн калькулятор

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.

Основные параметры

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:

• цвета синий, красный, зелёный, желтый;
• трёхцветный RGB;
• четырёхцветный RGBW;
• двухцветный, теплый и холодный белый.

Особенности дешёвых ЛЕД

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.

Download WordPress ThemesFree Download WordPress ThemesPremium WordPress Themes DownloadDownload Best WordPress Themes Free Downloadudemy paid course free downloadDownload WordPress Themesdownload udemy paid course for free

led-obzor.ru

Как подключить светодиод к батарейке: 1,5 и 3 Вольта, 9В Крона

Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.

К каким батарейкам можно подключать светодиод?

В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.

Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:

T= (C*Uбат)/(Uраб.led*Iраб.led)

В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.

При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.

Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В

К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для сверхьярких светодиодов эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.

Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.

Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.

В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.

Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.

Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.

Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.

Как подключить от 3В батарейки

Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным. Например, используя светодиод с выключателем и дисковый аккумулятор на 3 В (в народе называемая таблеткой), применяемый в материнских платах компьютера, можно сделать небольшой брелок-фонарик. Такой миниатюрный фонарик может пригодиться в разных ситуациях.

От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод

Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.

Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:

• входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
• максимальный выходной ток до 2.4 А.
• количество подключаемых LED от 1 до 5.
• частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.

Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет регулировать яркость свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.

Как подключить от 9В батарейки Крона

«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.

Схема питания от батарейки крона

В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.

ledno.ru

led — с учетом сопротивления светодиодов

Вопреки некоторым другим ответам, светодиоды do имеют сопротивление. Он маленький, но не несущественный. Одного лишь сопротивления недостаточно, чтобы охарактеризовать их поведение, но сказать, что светодиоды имеют сопротивление no , является допустимым упрощением только иногда .

См., например, этот график из таблицы данных для LTL-307EE , который я выбрал без каких-либо причин, кроме диода по умолчанию в CircuitLab, и довольно типичного светодиодного индикатора:

Посмотрите, как линия по существу прямая, а не вертикальная над 5 мА? Это связано с внутренним сопротивлением светодиода. {- 33} \ $.

Рассмотрим отношение тока и напряжения для резистора, которое определяется законом Ома

$$ I = \ frac {V} {R} $$

Ясно, что они линейно связаны. Если бы вам было показано это соотношение между током и напряжением для резистора, как указано выше для светодиода, вы получите прямую линию, проходящую через \ $ 0V, 0A \ $, а наклон этой линии — сопротивление \ $ R \ $.

Вот такой график с резистором, «идеальным» диодом в соответствии с уравнением диода Шокли и отсутствием сопротивления, а также более реалистичной моделью светодиода, который содержит некоторое сопротивление:

Вы можете видеть, что для значений current \ $> 5mA \ $, идеальный диод выглядит как вертикальная линия. На самом деле это просто very круто, но в этом масштабе выглядит вертикально. Но настоящие светодиоды не делают этого, даже не закрывают. Если вы посмотрите на наклон линии в приведенном выше таблице данных, это выглядит как прямая линия через \ $ (1.8V, 5mA) \ $ to \ $ (2.4V, 50mA) \ $. Наклон этой линии:

$$ \ frac {2.4V — 1.8V} {50mA-5mA} = \ frac {0.6V} {45mA} = 13 \ Omega $$

Таким образом, внутреннее сопротивление светодиода составляет \ $ 13 \ Omega \ $.

Конечно, вы должны также включить прямое падение напряжения светодиода в своих расчетах, которое отвечает за сдвиг вправо между резистором и реальным светодиодом линии. Но другие уже неплохо объяснили это.

В конце дня вам нужно только смоделировать те аспекты светодиода, которые важны для вашего приложения. \ $ 13 \ Omega \ $ сопротивления не имеет значения, если вы собираетесь добавить еще $ 1000 \ Omega \ $. Колено в кривой тока-напряжения не имеет значения, если светодиод будет на или выключен . Но в интересах понимания того, какие упрощающие допущения вы делаете, и когда эти упрощающие предположения более недействительны, я хотел бы объяснить: у светодиода есть сопротивление.

Расчет резистора для светодиода | Практическая электроника

Так как для светоизлучающего диода (СИД, LED, светодиода) весьма желательно питание стабильным током, то не стоит его подключать непосредственно к источнику напряжения. Нужно обязательно стабилизировать или хотя бы ограничить ток протекающий через светодиод. Сложные импульсные стабилизаторы тока, с высоким КПД оставим напоследок, для начала пойдем по самому простому пути: используем единственный токоограничивающий резистор и сделаем расчет сопротивления резистора для светодиода.

На рабочем участке вольт-амперной характеристики светодиода, при небольшом изменении напряжения ток может меняться в несколько раз, то есть светодиод ведет себя как стабилизатор напряжения. Будем пренебрегать небольшим изменением падения напряжения на светодиоде и считать его постоянным.

Калькулятор расчета сопротивления резистора для светодиода

Сразу приведу калькулятор для тех кто не хочет углубляться в теорию.
Для расчета сопротивления резистора для светодиода нам потребуются следующие данные:

Введите все данные и получите сопротивление резистора в Омах.(Если нужно ввести дробные величины, то нужно использовать десятичную точку, а не запятую.)

Для питания светодиодов обычно приспосабливают источники питания на 5В или 12В. В принципе это может быть любой источник питания, главное чтобы его выходное напряжение было больше чем напряжение которое должно быть на светодиоде минимум на 10-15%, чем больше разница между напряжением БП и светодиода, тем будет лучше стабильность тока, но будет хуже КПД схемы.
Максимальный ток блока питания тоже должен быть равен или больше чем ток необходимый для светодиода. Если ток окажется меньше то светодиод не будет гореть в полную силу.
Падение тока на светодиоде — справочная величина, чем короче длинная волны испускаемого света тем выше напряжение падения. Так для светодиодов красного и зеленого свечения, величина падения 1,5 — 2,5В, для синих, ультрафиолетовых и белых 3 — 3,5В.
Ток светодиода также справочный параметр, но вместо него может указываться мощность светодиода в Ваттах. И чтобы получить ток нужно будет поделить мощность на напряжение. Например светодиод на мощность 1Вт и напряжение 3,3В должен потреблять 0,3А или 300мА тока.

Когда все данные получены расчет резистора для светодиода не составит труда: сначала определяем падение напряжение на резисторе, для этого из напряжения питания вычитаем падение на светодиоде. А теперь по закону Ома делим это напряжение на ток, в результате и имеем сопротивление.
Если напряжения указаны в Вольтах, а токи в Амперах, то сопротивление получиться в Омах. Если использовать миллиАмперы, то сопротивление будет в килоОмах.

Пример расчета сопротивления резистора для светодиода.

Для примера возьмем уже рассматриваемый нами светодиод и подключим его к источнику питания 5В: (5В-3,3В)/0,3А=5,67Ом. Так как самый близкий из выпускаемых номиналов резисторов 5,6 Ом, то используем его.
Теперь, когда известно сопротивление резистора для светодиода, рассчитаем его мощность, для этого проще всего возвести в квадрат протекающий через резистор ток и умножить на сопротивление.

Пример расчета мощности резистора для светодиода.

Продолжаем пример: 0,3А*0,3А*5,6 Ом=0,5 Вт.
В принципе, резистор на такую мощность можно купить, также можно поставить резистор на большую мощность, но часто мощности получаются большими тогда нам поможет групповое соединение резисторов, но это тема для другой статьи.

Включение нескольких светодиодов

Часто в разных лампах или системах подсветки, требуется использовать несколько одинаковых светодиодов, так вот можно сильно сэкономить на резисторах включив последовательно несколько светодиодов и один резистор. Конечно стоимость резистора невелика, но вот то что места один резистор потребует меньше будет большим плюсом.
Для такой схемы включения сопротивление резистора рассчитывается аналогично, только вместо падения напряжения на одном светодиоде нужно подставить сумму падений напряжений на всех последовательно включенных светодиодах.

Например используя источник питания на 12В можно включить последовательно три светодиода по 3,3В ещё 2В нужно будет погасить на резисторе. Если используются светодиоды на 1Вт, то мы получим сопротивление 2В/0,3А=6,67 Ом. Самый близкий номинал 6,8 Ом.

Расчет минимального сопротивления резистора для светодиода

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы обычно видим резисторы на 330 Ом, используемые при подключении светодиодов к цифровой электронике? Давайте разберемся, почему это так.

Почему имеет значение минимальный размер резистора? Потому что, если сопротивление слишком мало, мы можем повредить светодиод или, что еще хуже, окружающие схемы. Это заставит нас либо тратить время на устранение неполадок, почему что-то не работает должным образом, либо, что еще хуже, вызвать небольшое облако дыма на нашем рабочем месте, вынуждающее нас покупать новые компоненты или целые платы для разработки.

Во-первых, нам нужно понять электрическую среду, в которой будет использоваться резистор. Это включает в себя знание максимальных и минимальных значений для различных напряжений, токов и т. Д., С которыми может столкнуться резистор.

Цифровая электроника обычно имеет напряжение питания _с В, которое находится в диапазоне от 4,5 до 5,5 В.

Прямое напряжение, V _f , светодиода часто падает где-то между 1,2 В и 4,0 В в зависимости от типа светодиода.

Опять же, в зависимости от типа светодиода, максимальный рекомендуемый прямой ток I _f обычно находится в диапазоне 15-80 мА.

И, наконец, допуски резистора T _r обычно находятся в диапазоне от 1% до 10%. Это означает, что резистор с заданным значением 330 Ом и допуском 10% на самом деле может иметь сопротивление от 297 Ом (330–10%) или до 363 (330 + 10%) Ом.

Суммируем:

• Напряжение питания: В _с = 5 ± 0.5 В
• Прямое напряжение светодиода: В _f = 1,2-4,0 В
• Максимальный рекомендуемый прямой ток светодиода: I _f = 15-80 мА
• Допуск резистора: T _r = 1-10%

Для расчета значения сопротивления, необходимого для резистора, включенного последовательно со светодиодом, мы воспользуемся законом Ома

. \ (\ большой V = IR \)

, которое можно переписать как

\ (\ large R = \ frac {V} {I} \)

и введите напряжение на резисторе и ток через резистор для значений V и I.

Чтобы определить минимальное необходимое значение сопротивления, нам нужно знать максимально возможное падение напряжения на резисторе вместе с наименьшим максимальным током через резистор. Кроме того, мы хотим учитывать наименьшее возможное значение сопротивления на основе его допуска. Принимая все это во внимание, предыдущее уравнение становится

. \ (\ large R = \ frac {V_ {s (max)} — V_ {f (min)}} {I_ {f (min)} (1-T_ {r (max)})} \)

Вводя фактические значения в уравнение, получаем

\ (\ большой R = \ frac {5.5-1.2} {0,015 (1-0,1)} \ Approx318.5 \ hspace {0,25em} \ Omega \)

Поскольку это нестандартный размер резистора, мы хотим округлить до следующего наибольшего стандартного значения, которое дает 330 Ом.

Это наименьшее значение резистора, которое можно безопасно использовать почти со всеми светодиодами без повреждения светодиода или цифровой схемы, к которой он подключен. Однако значение резистора может быть меньше, чтобы обеспечить достаточную мощность для некоторых из более экзотических типов светодиодов. Кроме того, вам может потребоваться меньшее сопротивление резистора, чтобы получить более яркий светодиод, но будьте осторожны, так как многие цифровые электронные устройства имеют максимальный ток 20 мА.

Давайте посмотрим на несколько реальных примеров:

Для стандартного красного светодиода 5 мм:

\ (\ large R = \ frac {5.5-1.7} {0.018 (1-0.1)} \ приблизительно234.6 \ hspace {0.25em} (240) \ hspace {0.25em} \ Omega \)

Для сверхяркого белого светодиода 10 мм:

\ (\ large R = \ frac {5.5-3.0} {0.07 (1-0.1)} \ приблизительно39.7 \ hspace {0.25em} (43) \ hspace {0.25em} \ Omega \)

Эти значения относятся к определенным светодиодам и могут быть слишком маленькими для некоторых светодиодов. Также обратите внимание, что для сверхяркого белого светодиода требуется ток, намного превышающий максимальный ток 20 мА, упомянутый ранее.

Следовательно, именно поэтому мы обычно видим резисторы на 330 Ом, используемые при подключении светодиодов к широкому спектру цепей.

Как всегда, сверьтесь с техническими описаниями компонентов, используемых в вашем конкретном приложении, чтобы определить наилучшие значения резисторов, необходимых для вашей схемы.

светодиод без резистора

светодиод без резистора

Никогда не подключайте светодиод без резистора, в основном

<Дом Ника - Ник Парланте 8/2012

При подключении светодиода всегда должен использовать токоограничивающий резистор для защиты светодиода от полного напряжения.Если вы подключите светодиод напрямую к 5 вольт без резистора, светодиод будет перегружен, он будет некоторое время очень ярким, а затем перегорит. Они так говорят.

Сегодняшний эксперимент: светодиоды без резисторов

Но предположим, что мы подключаем светодиод напрямую к 5 вольтам — точно так, как вы не должны этого делать — но затем очень быстро включаем и выключаем напряжение, например включается на 1 миллисекунду, затем выключается на 9 миллисекунд (примерно в 10% случаев). Это называется широтно-импульсной модуляцией, ШИМ.С ШИМ светодиод имеет разумную яркость, но остается вопрос: короткие периоды прямого 5-вольтового подключения разрушают светодиод, или все в порядке? Отсюда сегодняшний эксперимент. Верхний светодиод управляется обычным способом с помощью ограничивающего ток резистора, так что это управление. Ниже расположены 4 светодиода в ряд. Светодиоды управляются через ШИМ с различным процентом, чтобы увидеть, как их яркость сохраняется с течением времени.

• Крайний правый, наименее яркий светодиод приводится в действие ШИМ в положение 0.4% случаев (1 из 256)
• Второй справа светодиод управляется ШИМ и горит 6,3% времени (16 из 256). Когда эксперимент начался, яркость этого светодиода была примерно такой же, как у контрольной. Я полагаю, что для того, чтобы использовать эту технику в проекте, это правильный уровень для использования.
• Третий справа светодиод управляется ШИМ, чтобы он был включен 50% времени (128 из 256)
• Последний «пульсирующий» светодиод непрерывно изменяется от 0% до 50% PWM, просто для удовольствия.

Я запустил его 3 августа 2012 г., так что посмотрим, как они справятся (эксперимент в настоящее время виден в моем офисе Gates). В начале эксперимента светодиоды PWM показывают три уровня яркости, как и следовало ожидать. Я подозреваю, что светодиод 50% действительно перегружается и, в конце концов, тускнеет или перегорает или что-то в этом роде. Посмотрим. Этот эксперимент был построен на плате Arduino с открытым исходным кодом, которая представляет собой симпатичный маленький компьютер за 25 долларов для подобных художественных и хобби-проектов.

Но зачем вам это делать?

Я был мотивирован взглянуть на это, потому что самый причудливый тайник в мире, The Dragon Puzzle, сжигает слишком много мощных светодиодов.Оказывается, если вы управляете своими светодиодами через ШИМ, они потребляют примерно на 50% меньше энергии, чем при использовании старого резистора. Это также немного мотивирует просто из-за лени. Зачем возиться с подключением резистора, если вместо этого можно просто использовать ШИМ. Большинство современных микросхем имеют большую мощность ШИМ. Резистор — своего рода грубое решение, мешающее всем этим бедным электронам. С PWM мы решаем эту проблему программно, модным способом. Ну бедра, если не перегорел светодиод.

Определение коэффициента теплового сопротивления светодиодов | Завершенное исследование

Характеристика коэффициента теплового сопротивления светодиодов

Примеры светодиодных ламп MR16. Анализ температуры перехода светодиода и температуры платы показал линейную зависимость между ними.

Тепло является важным фактором в работе светодиодного освещения и может отрицательно сказаться на светоотдаче, цвете и сроке службы. Количество тепла в p-n переходе светодиода, где создается свет, может варьироваться в зависимости от области применения. Например, лампа MR16 на основе СИД в хорошо вентилируемом светильнике будет иметь меньше тепла, чем такая же лампа в изолированном приспособлении, таком как встраиваемая банка.

Точное измерение температуры перехода светодиода (Tj) имеет решающее значение для прогнозирования характеристик светодиода. Однако сложно измерить светодиоды, которые упакованы в систему, такую ​​как лампа MR16 или PAR, без разборки системы. Вместо этого исследователи используют косвенные методы измерения.

Наиболее распространенный косвенный метод требует знания коэффициента теплового сопротивления светодиода, показателя того, какое сопротивление будет испытывать тепловой поток между переходом и платой электроники, к которой прикреплен светодиод.

Точность оценки Tj зависит от значения коэффициента термического сопротивления. Большинство производителей светодиодов характеризуют тепловое сопротивление продукта только для одного тока возбуждения, температуры окружающей среды и температуры перехода. Однако эти параметры могут измениться, когда светодиоды объединены в систему, что, в свою очередь, может изменить коэффициент теплового сопротивления.

ЭКСПЕРИМЕНТ

LRC провел эксперимент, чтобы понять зависимость коэффициента теплового сопротивления светодиода от изменений мощности, температуры окружающей среды, размера радиатора и ориентации для мощных светодиодов мощностью 1 и 3 Вт.Температура платы (Tb) также была измерена и проанализирована.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Исследователи LRC обнаружили:

• Тепловое сопротивление увеличивается при увеличении мощности или температуры окружающей среды.
• Тепловое сопротивление уменьшается при увеличении размера радиатора.
• Ориентация светодиода, прикрепленного к радиатору, влияет на рассеивание тепла светодиодами. Как следствие, изменяется тепловое сопротивление.

Это исследование также показало линейную корреляцию между Tj и Tb светодиода, подключенного к радиатору и работающего при постоянной мощности.Эта линейная зависимость может использоваться для оценки температуры перехода для любой температуры платы.

БУДУЩАЯ РАБОТА

Следующий шаг — найти взаимосвязь между температурой внешней поверхности светодиодной лампы и температурой перехода светодиода. Это обеспечило бы простой косвенный метод оценки производительности всей светодиодной системы.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Джаясингхе, Л., Т. Донг и Н. Нарендран. 2007 г.Постоянен ли коэффициент теплового сопротивления мощных светодиодов? Седьмая международная конференция по твердотельному освещению, Труды SPIE 6669: 666911.
Полный текст PDF

Jayasinghe, L., Y. Gu, and N. Narendran. 2006. Характеристика коэффициента термического сопротивления мощных светодиодов. Шестая международная конференция по твердотельному освещению, Труды SPIE 6337, 63370V.
Полнотекстовый PDF

СВЯЗАННЫЕ НОВОСТИ

Краткое описание проекта LRC

Углубляясь в твердотельное освещение — Информационный бюллетень LRC, октябрь 2006 г.

СПОНСОР

ПОМОЩЬ

Можно ли остановить мигание светодиода с помощью «фиктивной нагрузки» или нагрузочного резистора?

Регулировка яркости светодиодов может быть сложной по разным причинам.Иногда бывает сложно определить источник конкретной проблемы, с которой вы сталкиваетесь, например, мерцания.

В этом блоге мы говорили о потенциальных проблемах, возникающих при попытке запустить светодиодные лампы или светильники на регуляторах яркости. Мы создали этот контрольный список, чтобы следовать ему, если у вас возникли проблемы:

1. Действительно ли эти лампы регулируются?
2. Регулируются ли драйверы в моих светильниках?
3. Совместимы ли они с элементами управления, с которыми они связаны?
4. И эти элементы управления все еще в рабочем состоянии, или они достигли предела своего срока службы?

Если проблема не исчезнет, ​​продолжайте читать.Мы сосредоточились на одной конкретной проблеме: недостаточном сопротивлении нагрузке.

Светодиодное затемнение и сопротивление нагрузке

Обычные диммерные переключатели (TRIAC) — те, которые предназначены для работы с лампами накаливания и галогенными лампами — требуют определенного количества «удерживающего тока» или мощности для правильной работы. В паре с лампой накаливания лампа потребляет достаточно напряжения для работы диммера и снижает его. Устройство управления снижает напряжение, подавая меньшее напряжение на лампу или колбу, что приводит к снижению светоотдачи (тусклое освещение).

Вот проблема с попыткой затемнения светодиодов с помощью тех же диммеров TRIAC: светодиоды потребляют значительно меньший ток — недостаточное количество для правильной работы диммера или правильного снижения напряжения, поступающего на лампу. У диммера так мало тока для работы, что какое бы напряжение он ни уменьшал, в светодиодной лампе он проявляется как прерывистый, что приводит к мерцанию, стробированию или другой ошибке затемнения.

Ключ в том, чтобы подавать на переключатель достаточную нагрузку или ток.Некоторые электрики экспериментировали с добавлением лампы накаливания большей мощности в ту же схему, где светодиоды управлялись диммером. Это потребляет достаточный ток к диммеру TRIAC, позволяя ему лучше снижать напряжение, подаваемое на лампы.

Можно ли исправить мерцание светодиода и другие проблемы с затемнением, добавив в цепь лампу накаливания?

Короткий ответ на этот вопрос — да, в общем. Более высокое напряжение, потребляемое лампой накаливания, часто является достаточным током для правильной работы диммера.Но это не всегда так, и Regency не рекомендует это в качестве долгосрочного решения ваших проблем с затемнением. Это скорее «пластырь», чем лекарство.

Вот некоторые недостатки, о которых следует помнить, рассматривая это решение:

• В целях наглядности мы никогда не рекомендуем смешивать лампы разных типов в одной комнате или одной части здания. Вы хотите, чтобы одинокая лампа накаливания в цепи находилась в незаметном месте.
• Вы, скорее всего, сожжете четыре или пять (или много больше) ламп накаливания к тому времени, когда вам понадобится заменить один светодиод.У вас может быть довольно частое явление, когда одна лампа перегорает. И когда одинокая лампа накаливания перегорит, она перестанет подавать ток в цепь, что может привести к тому, что ваши светодиоды снова начнут мигать.
• В целом, хотя это решение достижимо и кажется простым с точки зрения внешнего управления, оно может потребовать значительных затрат на обслуживание в долгосрочной перспективе.

У наших клиентов были разные результаты с помощью этой тактики, и мы не рекомендуем ее.

Еще одно немного лучшее решение для добавления сопротивления в схему — это купить «нагрузочный резистор» или «фиктивную нагрузку».Нагрузочный резистор, по сути, служит той же цели, что и лампа накаливания в решении, описанном выше — он имитирует электрическую нагрузку, потребляя достаточный ток к диммерному переключателю.

Между добавлением лампы накаливания в схему и использованием нагрузочного резистора, резистор, вероятно, является предпочтительным решением, так как он, вероятно, потребует меньше обслуживания в долгосрочной перспективе.

Долгосрочные решения для уменьшения яркости светодиодов без мерцания

Хотя добавление лампы накаливания в схему и использование нагрузочного резистора — это нормальные решения для затемнения светодиодов, они являются лишь краткосрочными решениями и не затрагивают суть проблемы — несоответствие пары.

Необходимо рассмотреть два решения:

1. Обновить электрические компоненты
2. Проверьте проводку
3. Беспроводное управление освещением

1. Обновить электрические компоненты

Если вы не используете светодиоды с регулируемой яркостью и совместимым со светодиодами регулятором затемнения, всегда потребуется некоторый уровень скручивания и модификации, чтобы заставить их взаимодействовать должным образом и уменьшить яркость освещения.

Если ваша электрическая система не обновлялась в течение последних трех-пяти лет, диммерные переключатели на вашей стене, скорее всего, являются переключателями TRIAC, предназначенными для работы только с лампами накаливания.И вот тут-то и возникают проблемы.

Неожиданно модернизация светодиодов, которую вы запланировали и получили конкурентное предложение, стала более сложной и более дорогой. Это уже не просто замена лампы, теперь вам нужно выполнить электромонтажные работы и купить новые диммеры для работы с новыми лампами.

Мы понимаем это. Вы можете потратить больше денег заранее, но вы получите более плавное решение, которое в целом прослужит дольше.

Подробнее: Вот обзор распространенных проблем с затемнением светодиодов и способы их устранения

2.Проверьте свою проводку

Если у вас есть совместимое освещение и диммеры, возможно, вам понадобится электрик для проверки физической проводки. Эту работу всегда должен выполнять лицензированный электрик, который разбирается в действующих строительных нормах и правилах в вашем районе.

Электрик может помочь выявить и заземлить проблемы, короткие замыкания или другие проблемы, которые могут повлиять на работу вашей системы затемнения.

3. Светодиодные элементы управления беспроводным освещением

Другой вариант — попробовать светодиодные элементы управления беспроводным освещением.Акцент здесь делается на «совместимость со светодиодами».

Тот факт, что элементы управления являются беспроводными, напрямую не влияет на затемнение, но беспроводной элемент означает, что любые проводки, связанные с установкой новых элементов управления, должны быть проще и дешевле.

Вы должны проверить совместимость, прежде чем выбирать какие-либо элементы управления, но большинство новых параметров беспроводного управления предназначены для работы со светодиодами.

При любом решении затраты на переоборудование в устойчивое светодиодное решение с регулируемой яркостью могут быть болезненными с первого взгляда, но это стоит сбережений и уменьшения головной боли при техническом обслуживании в будущем.

Почему мы используем резистор 330 Ом для подключения светодиода?

Предназначено для ограничения тока через светодиод, без резистора светодиод будет потреблять ток, пока не расплавится.

Падение напряжения на светодиоде зависит от его цвета, например, для синего светодиода — 3,4В. Поэтому, если у вас есть источник питания 5 В и вам нужен ток 5 мА через светодиод (5 мА обычно дает хорошую видимость), вам понадобится резистор (5–3,4 В) / 0,005 А = 320 Ом. (То есть это сопротивление даст падение напряжения на резисторе 1,6 В, остальные 3.4 В падает на светодиоде => 5 В всего)

Красные светодиоды обычно имеют меньшее падение напряжения (~ 2 В), поэтому у вас будет немного более высокий ток с тем же резистором, но все, что ниже 20 мА, обычно нормально. Также допустимы немного меньшие токи, светодиоды на 1 мА хорошо видны.

PS. несколько лишних вещей:

1) Световой поток светодиода линейно пропорционален току до тех пор, пока не превосходит технические характеристики. Вот почему все говорят о токе через светодиоды.

2) Лично я добавляю 220 Ом в цепи 5В, чтобы было действительно ярко 🙂

Но в моем недавнем проекте, где у меня было 3 файла.Питание 3 В и светодиоды разного цвета (зеленый, красный, синий) Мне пришлось более тщательно рассчитать сопротивления, и они составили 68 Ом для синего и 220 Ом для зеленого и красного.

Обзор решения:

• Последовательный резистор ограничивает ток до значения, которое может быть рассчитано, если вы знаете, напряжение питания V, падение напряжения светодиода при желаемом токе и желаемый ток. См. Лист технических данных светодиодов для получения информации о типичном Vled при заданном токе. Затем —

  • Iled = (Vsupply-Vled) / Rseries или
  • Reseries = (Vsupply — Vled) / Iled.

• Многие маленькие светодиоды рассчитаны на максимальный ток 20 мА.

• Последовательное использование 330 Ом — это не требующий вычислений и продуманный метод «ленивого человека», гарантирующий, что светодиод сможет безопасно работать от источника питания 5 В, но при этом будет иметь достаточно большой процент выхода, который он мог бы есть при 20 мА.

• Калькуляторы тока светодиодов или резисторов можно найти
  здесь — от Джереми Керра
  и здесь — от @AndrejaKo
  также см. Диаграмму напряжения / цвета здесь — от Endolith

---

Деталь:

330 Ом может использоваться некоторыми людьми в качестве «полезного» значения, которое во многих случаях работает «достаточно хорошо».

Назначение резистора — «сбрасывать» напряжение, которое не требуется для работы светодиода, когда светодиод работает при желаемом токе. Поскольку прямое напряжение светодиодов зависит как от цвета, так и от химического состава, а также от тока, и поскольку «желаемый» ток зависит от потребностей пользователя, единого правильного значения НЕТ. См. «Процедура : » в конце для пошагового применения этого.

Однако:

Белый светодиод, прямое напряжение = Vf = ПРО 3.3В.
На резисторе питания 5 В напряжение = Vr = напряжение 5 светодиодов = 5-3,3 = 1,7 В.
Ток = холостой ход будет V / R = 1,7 / 330 = 5,15 ~ = 5 мА

Красный светодиод. Vf = ОКО 2.2V.
Vr = 5-2,2 = 2,8 В.
Iled = 2,8 / 330 = 8,4848 … ~ + 8,5 мА.

ИК-светодиод. Vf = 1,8 В. Iled = ~ 10 мА.

В вышеупомянутых случаях Iled варьируется от ОКОЛО 5 мА до ОКОЛО 10 мА.
Коэффициент 2: 1.

На самом деле токи будут несколько выше, так как типичные Vfs, которые я использовал, обычно составляют 20 мА.
При меньших токах Vf ниже (см. Спецификации светодиодов), и поэтому R имеет большее падение напряжения, поэтому ток больше, поэтому ….

________________________________________

ПРОЦЕДУРА:

• Задайте желаемый ток = I_LED Укажите напряжение питания = Vs

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

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

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

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

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

Резистор до или после светодиода?

Я только что опубликовал новое видео, где отвечаю на вопрос:

«Резистор идет до или после светодиода?»

Если вы не хотите смотреть видео, я прикрепил скрипт ниже, чтобы вы могли его прочитать:

—————————-
[СЦЕНАРИЙ ВИДЕО]:

Это светодиод.

Если через светодиод проходит слишком большой ток, он перегорает и умирает.

Значит, для защиты всегда нужен резистор.

Но в каком порядке?

Вот в чем дело…

Неважно!

Резистор может быть установлен до или после светодиода, и он все равно будет его защищать.

Вы видите…

: ток, вытекающий из батареи, всегда равен току, который течет обратно в батарею.

Итак, в такой схеме — только с одним путем для прохождения тока — ток одинаков во всей цепи.

Ток через резистор такой же, как ток через светодиод.

Теперь вы можете задаться вопросом — а что же тогда управляет током?

Светодиод имеет так называемое «прямое напряжение».

Это падение напряжения на светодиодах при нормальных условиях.

Типичное прямое напряжение составляет 2 В.

В цепи с батареей 9 В, светодиодом и резистором у вас будет 2 В.

Остальное напряжение — 7В — будет на резисторе.

Закон

Ома гласит, что ток равен напряжению, деленному на сопротивление.

Итак, если у вас есть резистор на 1000 Ом, вы получите 7, разделенное на 1000, равное 0,007, что составляет 7 мА.

Поскольку ток в цепи одинаков, вы также получите через светодиод 7 мА — независимо от того, находится ли резистор до или после светодиода.

Важен только размер резистора.

Продолжайте пайку!
Oyvind @ build-electronic-circuits.com

Призывая Байдена остановить линию 3, лагеря сопротивления коренных народов наращивают усилия по замедлению строительства

Администрация Байдена, возможно, наконец положила конец трубопроводу Keystone XL, но Тара Хуска едва успела отпраздновать.

Всего через неделю после того, как президент Байден аннулировал разрешение Кистоун на пересечение границы, в конце января Хуска участвовал в видеозвонке с десятком других активистов из числа коренного населения и более чем тысячей зрителей.Она призывала их присоединиться к ее борьбе в северной Миннесоте, чтобы остановить другой трансканадско-американский нефтепровод: линия 3.

После получения окончательных необходимых разрешений в ноябре и того, что апелляционный суд Миннесоты 2 февраля отклонил ходатайство о приостановлении строительства, Enbridge Energy ускоряет свой проект по замене линии 3, надеясь завершить строительство трубопровода протяженностью 1031 милю. от битуминозных песков Альберты до Среднего Запада до конца года.

Это Хуска и другие активисты из числа коренного населения и защитников окружающей среды, которые долгое время боролись с Линией 3 и аналогичной инфраструктурой ископаемого топлива, изо всех сил пытаясь отложить строительство, поскольку они ждут решений по нескольким юридическим проблемам проекта и призывают президента Байдена вмешаться.

За последние пару месяцев противники Линии 3 наращивали свои усилия, чтобы остановить ее, маршируя по улицам, блокируя дороги и цепляясь за строительную технику. В одном из столкновений человек провел более недели на дереве, подвешенном на несколько десятков футов над мерзлой землей, чтобы отложить работу в этом районе.

Лагеря сопротивления и протесты, активисты которых называют себя «защитниками воды» и «защитниками земли», возникли около полдюжины городов и небольших поселков вдоль предполагаемого маршрута трубопровода в северной Миннесоте.

«Чуть менее 100 человек были арестованы, защищая нашу прекрасную территорию здесь, защищая наш дикий рис, пытаясь защитить священное своими телами и нашей свободой», — сказал Хуска во время телеконференции 26 января.

Новая линия 3 заменит первоначальную, построенную в 1960-х годах, и пересечет 337 миль некоторых из самых нетронутых ручьев и водно-болотных угодий Миннесоты, где, по словам Хуска и других активистов, любые разливы нанесут «непоправимый» вред водоемам, где местные племена ловите рыбу, собирайте дикий рис и держите договорные права.

Энбридж говорит, что замена старой линии 3 — лучший способ предотвратить разливы в будущем, продолжая удовлетворять потребности страны в энергии. Но противники заявляют, что проект попирает права коренных народов и ограничит Миннесоту годами, если не десятилетиями, дальнейшей зависимости от ископаемого топлива в то время, когда мировая экономика переходит на возобновляемые источники энергии.

До тех пор, пока линия 3 не будет официально мертва, Хуска — член Couchiching First Nation и основательница группы защиты коренных народов Giniw Collective — сказала, что будет продолжать бороться с конвейером любым возможным способом.И активисты говорят, что они ожидают, что лагеря, которые находятся недалеко от строительной зоны линии 3 и служат базой для операций протестующих, будут только расти по мере того, как становится теплее.

«Пожалуйста, проявите храбрость», — сказала она интернет-аудитории. «Есть девять человек, которых только что арестовали вчера. Это не так уж плохо. Защищать землю — прекрасное дело, это прекрасный риск ».

Активистка из числа коренного населения и основательница правозащитной группы Giniw Collective Тара Хуска (справа) борется против проекта замены Линии 3 более 3 лет.Предоставлено: Сара LittleRedFeather через Honor the Earth

Ответ Байдена на строку 3, доступ в Дакоте остается неопределенным

Как администрация Байдена отреагирует на растущие призывы вмешаться в линию 3 в Миннесоте и трубопровод Dakota Access в Северной Дакоте, остается неясным.

Выдающиеся прогрессивные лидеры, включая члена палаты представителей Миннесоты Ильхана Омара и сенатора от Массачусетса Элизабет Уоррен, призвали Байдена закрыть Дакотский доступ и заблокировать линию 3.Но некоторые эксперты в области энергетики говорят, что ситуация сложная, и что Байден должен балансировать между преследованием своей климатической программы и поддержанием хороших отношений с республиканцами и правительством Канады.

Вмешавшись в Keystone XL, Байден сделал другие трансканадские трубопроводы в США более ценными и потенциально более политически опасными, если он решит предпринять аналогичные действия в отношении них, сказал Бен Кэхилл, климатический и энергетический аналитик Центра стратегических исследований. и международные исследования.

В некотором роде Байдену пришлось действовать в соответствии с Keystone, сказал Кэхилл, потому что проект стал «тотемной» проблемой для политических партий, которые долгое время определяли свои боевые позиции по этому вопросу. По его словам, когда Байден победил на выборах, от него ожидалось, что он будет действовать в соответствии с планом.

«Трубопровод Keystone XL был особым случаем», — сказал Кэхилл. «В некоторой степени я думаю, что то же самое можно сказать и о Dakota Access, потому что она стала настолько политизированной. Я не уверен, что проект замены Line 3 имеет такой высокий статус.”

Байден пообещал обеспечить экологическую справедливость, включая повышение прав и голоса коренных американцев, краеугольным камнем его администрации, и подписал ряд указов, направленных на усиление этих обещаний.

На вопрос, как Байден планировал ответить на призывы вмешаться в работу Дакотского доступа и линии 3, Белый дом ответил заявлением, в котором говорилось, что администрация «будет оценивать предложения по инфраструктуре на основе наших потребностей в энергии, их способности достичь нулевой чистой прибыли в масштабах всей экономики». выбросы к 2050 году и их способность создавать хорошо оплачиваемые рабочие места в профсоюзах », обеспечивая при этом, чтобы« такие предложения соответствовали всем юридическим обязательствам.”

Люди протестуют против проекта нефтепровода Enbridge Energy Line 3 возле особняка губернатора 14 ноября 2020 года в Сент-Поле, штат Миннесота. Предоставлено: Стивен Мэрилен / Getty Images

. В то время как климатические активисты и активисты коренных народов хотят, чтобы он отменил оба трубопровода, такой тандемный откат затруднит попадание обширных залежей нефти из битуминозных песков Альберты в Соединенные Штаты для переработки и, вероятно, создаст проблему в отношения между Канадой и США

Противники линии 3 заявили, что, хотя они надеются, что Байден примет меры, они не будут ждать их.На прошлой неделе активисты из числа коренных народов начали новую кампанию, цель которой — убедить 18 крупных банков, финансирующих проект, отказаться от своих инвестиций.

«Как мы узнали в Standing Rock, защита земель коренных народов представляет собой серьезный репутационный риск для финансовых учреждений, получающих прибыль от нефтепроводов», — написал Хуска в рассылке по электронной почте. «Наша приверженность и самопожертвование в этом прямом действии посылает четкий сигнал руководству Уолл-стрит, что финансирование таких токсичных проектов, как Line 3, сопряжено с тем, что руководители банков называют« социальным риском ».’”

Протесты на камнях «задают тон» сегодняшнему экологическому движению

Экологическое движение прошло долгий путь после протестов Standing Rock в Северной Дакоте в 2016 году, когда Houska и тысячи других людей собрались в поддержку племени Standing Rock Sioux Tribe, чтобы бороться против развития трубопровода Dakota Access.

Эти протесты не только объединили коренных американцев по всей стране под одним знаменем, но и подняли вопросы экологической справедливости и прав коренных народов, чего раньше не видели в основных средствах массовой информации или экологическом движении, сказал Хуска в интервью.

Жестокие столкновения между демонстрантами и сильно милитаризованной полицией, запечатленные фотожурналистами и на видео на мобильных телефонах, быстро распространились по социальным сетям, демонстрируя, как активистов из числа коренных народов и защитников окружающей среды опрыскивают пожарными шлангами, атакуют полицейские собаки и стреляют резиновыми пулями при температуре ниже нуля температуры.

Это побудило экологическое движение и многих в обществе противостоять пересечению расовой справедливости и экологических проблем, сказал Хуска, который был арестован вместе с сотнями других демонстрантов в лагерях Стэндинг Рок за незаконное проникновение и другие обвинения.

«Я думаю, что сопротивление трубопроводу Dakota Access задало тон всему остальному экологическому движению», — сказала она.

Сегодня Хуска, родившаяся в Интернэшнл-Фоллс и получившая диплом юриста в Университете Миннесоты, проводит большую часть своего времени в лагерях сопротивления вдоль маршрута 3-й линии, где она обучает других «защитников земли» тому, как участвовать в гражданское неповиновение, общение с правительственными чиновниками и распространение информации о своем деле.

Хелен Клано, первокурсница колледжа Св. Олафа — гуманитарного университета к югу от городов-побратимов — одна из таких новобранцев. С начала января Клано оставила свою жизнь в общежитиях, чтобы помочь организовать несколько лагерей в северной Миннесоте и координировать усилия по переброске людей из больших городов, таких как Миннеаполис и Дулут.

Люди протестуют против проекта нефтепровода Enbridge Energy Line 3 возле особняка губернатора 14 ноября 2020 года в Санкт-Петербурге.Пол, Миннесота. Кредит: Стивен Мэрилэн / Getty Images

По словам Клано, когда она не разбивает палатки в палатках, она живет с другими протестующими в совместных жилых домах в близлежащих городах. «Я выросла в Дулуте… и воочию увидела, как нам возвращаются земля и вода», — сказала она. «Также важно, чтобы мы были солидарны с родственниками из числа коренного населения, потому что они были первыми на этой земле».

Лагеря также привлекли внимание видных политических лидеров, таких как респ.Омар. 30 января либеральный головорез посетил с лидерами коренных народов, в том числе Хоушкой, один из лагерей сопротивления и призвал президента Байдена остановить продвижение трубопровода.

«Изменение климата не останавливается на границе резервации, штата или страны», — написал Омар в письме президенту. «Решение, которое американские организации принимают на Линии 3, — это решение, принимаемое для всего мира и для всех грядущих поколений человечества».

Миннесота уже несут миллиарды убытков из-за изменения климата

Как и Keystone XL, линия 3 будет выступать в качестве основной магистрали для углеродоемкой канадской сырой нефти в Соединенные Штаты.Густая и тяжелая суспензия представляет собой смесь нефти, песка и глины, для переработки которой в полезные продукты, такие как бензин, требуется специальное оборудование и больше электроэнергии, чем для другой сырой нефти.

Уже одно это заставило защитников окружающей среды назвать проект пагубным для усилий Миннесоты по сокращению выбросов парниковых газов и смягчению последствий изменения климата. Согласно заявлению Энбриджа о воздействии на окружающую среду, при запуске на полную мощность новая линия 3 будет производить 193 миллиона тонн углекислого газа в год.Это годовой эквивалент выбросов от дюжины крупнейших электростанций страны, сообщает Общественное радио Миннесоты.

Эти выбросы могут стать проблемой, поскольку штат не в состоянии достичь своей цели по сокращению общих выбросов парниковых газов на 30 процентов к 2025 году, согласно двухгодичному отчету Агентства по контролю за загрязнением Миннесоты, опубликованному в прошлом месяце. Этот отчет показывает, что с 2005 года выбросы в масштабах штата упали всего на 8 процентов.

Миннесота также стала заметно жарче за последние несколько десятилетий, что привело к учащению экстремальных погодных условий, влияющих на ледяной покров и влажность почвы, а также к изменению поведения диких животных и роста растений, говорится в крупном отчете Министерства здравоохранения Миннесоты за 2015 год.

По данным агентства, с 1960 года в штате в среднем происходило потепление примерно на полградуса по Фаренгейту за десятилетие, причем семь из 10 самых жарких лет Миннесоты за всю историю наблюдений приходились на период с 1998 по 2012 год. Это делает Миннесоту одним из самых быстро развивающихся стран. по данным Федерального агентства по охране окружающей среды.

Во многих отношениях это потепление также привело к увеличению затрат. Рекордные наводнения в 2019 году нанесли Миннесоте ущерб примерно в 33,1 миллиона долларов.А в период с 2000 по 2011 год из-за сильной жары в штате было госпитализировано более 1000 человек, 8000 обращений в отделения неотложной помощи и почти 40 смертей.

«Миннесота уже понесла экономический ущерб в миллиарды долларов из-за изменения климата», — заявил генеральный прокурор Миннесоты Кейт Эллисон в иске, поданном его офисом против отрасли ископаемого топлива в июне 2020 года. «И без серьезных мер по смягчению последствий», — добавил Эллисон, государство «продолжит нести миллиарды долларов ущерба до середины века.”

В иске — одном из более чем дюжины аналогичных судебных исков по всей стране — ExxonMobil, Американский институт нефти и три предприятия Koch Industries обвиняются в преднамеренном обмане потребителей Миннесоты, чтобы они могли продолжать продавать свои нефтепродукты, о которых они знали на протяжении десятилетий. вызовет разрушительное изменение климата.

Koch Industries, владеющая крупным нефтеперерабатывающим заводом в Миннесоте через свою дочернюю компанию Flint Hills Resources, имеет большую долю в завершении строительства линии 3.На протяжении десятилетий трубопроводы, принадлежащие Энбриджу, включая Линию 3, подавали энергоемкую, но дешевую канадскую нефть на нефтеперерабатывающий завод Пайн-Бенд в южной Миннесоте.

Этот нефтеперерабатывающий завод был дойной коровой для Koch Industries, на его долю приходилось более трети всей прибыли компании в 1982 году, согласно книге Кристофера Леонарда «Kochland: Тайная история Koch Industries и корпоративной власти в Америке». Сегодня Pine Bend перерабатывает четверть всей канадской нефти из битуминозных песков, поступающей в страну, в том числе по линии 3, говорится в иске Эллисона.

Линия 3 жизненно важна для работы Pine Bend, и ее замена должна быть завершена, — писал Флинт Хиллз в письме регулирующим органам Миннесоты в 2018 году. «Важность трубопроводной системы Энбриджа для Миннесоты, включая предлагаемую замену линии 3», — говорится в сообщении компании. сказал: «Невозможно переоценить».

Кристоффер Тиг

Reporter, Нью-Йорк

Кристоффер Тиге — корреспондент Inside Climate News из Нью-Йорка, где он освещает вопросы экологической справедливости, пишет информационный бюллетень Today’s Climate и управляет социальными сетями ICN.