Łatwy sposób obliczyć Vf diody LED, aby wybrać odpowiedni rezystor

Zastanawiałem się, jaki jest najłatwiejszy sposób na określenie napięcia przewodzenia diody LED za pomocą narzędzi pomiarowych. Wiem, że możemy założyć, że czerwone diody LED będą miały około 1,8 V - 2,2 V i że mamy podobne informacje dla innych kolorów LED, ale zastanawiałem się, czy istnieje sposób, aby to zrozumieć, nie zakładając tego.

Kupiłem kilka diod LED, które nie mają arkusza danych z ich specyfikacjami - dlatego w ramach ćwiczenia chciałbym zapisać te informacje. (Uczę się)

Większość odpowiedzi, które widzę, zaczyna się od podłączenia LED szeregowo do rezystora, ale chcę się upewnić, że rezystor jest tuż przed podłączeniem.

Zgadzam się z kilkoma innymi tutaj ... za bardzo się starasz.

Jak wspomnieli inni, przedni spadek diody LED różni się w zależności od prądu polaryzacji, ale dla prawie każdego zastosowania hobbysta dostanie się do tego, nie jest czymś, co musisz spędzić dużo czasu martwiąc się.

Prawie każdy ręczny multimetr ma ustawienie diody. Powie ci napięcie przewodzenia diody na poziomie odchylenia testowego miernika (zwykle kilka mA). Dzięki temu szybko trafisz na właściwy boisko.

Określanie LED Forward Drop (łatwy sposób)

1. Ustaw miernik na ustawienie diody (tj. Nr 14 na tym zdjęciu).

2. Podłącz diodę LED do przewodów miernika, sprawdzając poprawną polaryzację
3. Miernik wskaże upuszczenie do przodu (zwykle 1 V-3 V dla większości diod LED.) Należy pamiętać, że dioda LED może świecić.

Teraz, gdy masz spadek napięcia do przodu diody LED, możesz dowiedzieć się, jakie napięcie będzie musiało spaść wszystko inne w „łańcuchu”. W przypadku bardzo prostych obwodów może to być rezystor ograniczający. W przypadku bardziej złożonych obwodów może to być tranzystor bipolarny lub polowy, a może nawet coś bardziej ezoterycznego. Tak czy inaczej: Napięcie w obwodzie szeregowym zostanie rozdzielone między wszystkie elementy w obwodzie. Załóżmy bardzo prosty obwód z czerwoną diodą LED, rezystorem i zasilaniem.

Jeśli miernik wskazywał 1,2 V Vf dla diody LED, wiesz, że Twój rezystor będzie musiał spaść 5 V - 1,2 V lub 3,8 V. Zakładając, że chcesz około 10 mA przez diodę LED, teraz jest to prosta kwestia zastosowania prawa Ohma. Wiemy, że w obwodzie szeregowym prąd przez wszystkie elementy musi być identyczny, więc 10 mA przez rezystor oznacza 10 mA przez diodę LED. Więc:

R = V / I
R = 3.8V / 10mA
R = 380 ohms

Jeśli podłączysz diodę LED do źródła zasilania 5V szeregowo za pomocą rezystora 380 omów, dioda LED będzie świecić jasno, tak jak zamierzałeś. Czy Twój rezystor poradzi sobie z rozpraszaniem mocy? Zobaczmy:

P = V * I
P = 3.8V * 10mA
P = 38mW

38 mW mieści się w zakresie specyfikacji rozpraszania dla dowolnego rezystora 1/4 lub 1 / 8W. Ogólnie rzecz biorąc, chcesz pozostać znacznie poniżej mocy znamionowej urządzenia, chyba że wiesz, co robisz. Ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że opornik o wartości 1/4 W niekoniecznie będzie chłodny w dotyku podczas rozpraszania 1/4 W!

Co jeśli chcesz napędzać tę samą diodę LED przy zasilaniu 24V? Prawo Ohma na ratunek ponownie:

R = V / I
R = (24V - 1.2V) / 10mA
R = 22.8V / 10mA
R = 2280 ohms (let's use 2.4k since it's a standard E24 stock value):

I sprawdzenie mocy (za pomocą alternatywnego równania mocy tylko po to, by zmienić sytuację):

P = V^2 / R
P = 22.8V * 22.8V / 2400 ohms
P = 217mW

Zauważysz teraz, że zwiększając przyłożone napięcie, zwiększyliśmy napięcie na rezystorze, a to z kolei powoduje znaczny wzrost całkowitej mocy rozproszonej przez rezystor. Podczas gdy 217 mW jest technicznie poniżej 250 mW, którymi może wytrzymać rezystor ćwiartkowy, będzie GORĄCY . Sugeruję przejście na rezystor 1 / 2W. (Moją ogólną zasadą w przypadku rezystorów jest utrzymanie ich rozpraszania poniżej połowy ich oceny, chyba że aktywnie je ochładzasz lub masz określone potrzeby określone w specyfikacji).

Jeśli masz zasilacz z regulowanym ograniczeniem prądu (jak ten ), staje się to bardzo łatwe.

1. Ustaw napięcie wyjściowe na około 5 V i całkowicie obniż limit prądu.
2. Podłącz diodę bezpośrednio do źródła zasilania, bez rezystora. Nie martw się! Już ograniczyłeś prąd!
3. Podkręć prąd, dopóki nie osiągnie celu (powiedzmy 20mA).

Zasilacz ogranicza prąd przez diodę LED do limitu wybierania. Wyświetlacz napięcia pokaże, jakie napięcie jest wymagane do przepchnięcia tak dużego prądu. To twoje napięcie do przodu!

Większość popularnych diod LED może obsłużyć co najmniej 20 mA, więc jeśli wybierzesz wartość rezystora, która przejdzie 20 mA, gdy zostanie podłączony bezpośrednio do zasilacza, dioda LED nie ulegnie uszkodzeniu, jeśli zostanie połączona szeregowo z tym rezystorem. Następnie wystarczy zmierzyć napięcie na diodzie LED, aby uzyskać napięcie przewodzenia diody LED. Napięcie diody LED będzie się nieco różnić w zależności od prądu, ale prąd, który ostatecznie wybierzesz, nie będzie w ogóle krytyczny.

Ogólnie zakładam, że wspólne czerwone, żółte i zielone diody LED mają około 2 wolty i dążę do prądu około 10 mA (chociaż ostatnio miałem kilka wyjątkowo wydajnych zielonych diod LED, w których musiałem zmniejszyć prąd do poniżej 1 mA, aby uzyskać pożądaną jasność (półmrok?)). Nie ma potrzeby zajmowania się tym naukowo!

Aby rozwinąć odpowiedź Petera Bennetta: weź swoją diodę LED, dodaj rezystor 1k i przyłóż 12 woltów (upewniając się, że polaryzacja jest prawidłowa). Teraz zmierz napięcie na diodzie LED. To da ci Vf przy około 10 mA. Jeśli chcesz poznać Vf przy 20 mA, to rezystor 500 omów. Jeśli chcesz poznać Vf przy 1 mA, użyj 10k. Żadna z tych liczb nie jest super precyzyjna, ale znajomość Vf nie jest ogólnie użytecznym pomysłem. Vf będzie co najmniej zmieniać się w zależności od temperatury, więc obsesja na jego punkcie nigdzie cię nie doprowadzi.

Nie rozumiesz, jak działa dioda LED w tym, że Vf nie jest napięciem, które przykładasz do diody LED, aby działało, to napięcie, które pojawia się (spada) na diodzie LED, gdy przepływa przez nią prąd.

Jeśli spojrzysz na odpowiedni arkusz danych, zobaczysz Vf (min), Vf i Vf (max) określone dla określonego prądu, a to oznacza, że ​​jeśli wymusisz określony prąd przez diodę LED, możesz spodziewać się Vf spadać gdziekolwiek pomiędzy Vf (min) i Vf (maks.), przy czym Vf jest wartością typową.

Tak więc odpowiedź na twoje pytanie brzmi:

Zasilacz to dowolny zasilacz o zmiennej napięciu, R zapewnia statecznik dla diody LED, zmniejszając jego wrażliwość na zmiany zasilania.

To powstrzyma diodę LED przed uwalnianiem magicznego dymu, jeśli przypadkowo zwiększysz zapas, a jej wartość [R] nie jest krytyczna, z uzasadnionego powodu.

Na przykład, jeśli używasz rezystora 1000 omów i próbujesz przepchnąć 20 mA przez diodę LED, to 20 mA również musi przejść przez R, więc R spadnie:

a do tego potrzebujesz diody LED.

„A” jest amperomierzem używanym do pomiaru prądu przez diodę LED, a „V” jest woltomierzem używanym do pomiaru napięcia na diodzie LED.

W trakcie użytkowania należy uruchomić zasilanie przy zerowych woltach, a następnie podkręcić je, aż amperomierz odczyta 20 miliamperów, a następnie napięcie wyświetlane na woltomierzu będzie Vf dla tej konkretnej diody przy tym konkretnym prądzie i otoczeniu temperatura.

Wracając do pytania, sposobem ustalenia, która wartość rezystancji szeregowej jest „odpowiednia” dla diody LED, jest najpierw określenie jej Vf przy pożądanym prądzie przewodzenia (If), a następnie użycie prawa Ohma do określenia wartości rezystancji, lubię to:

Zakładając, że Vs (napięcie zasilania) wynosi 12 woltów, że Vf wynosi 2 wolty i że jeśli wynosi 20 mA, otrzymamy

Następnie, aby określić moc, którą rezystor rozproszy, możemy zapisać:

510 omów jest najbliższą wartością E24 (+/- 5%), która utrzyma Jeśli po konserwatywnej stronie 20 mA, a rezystor 1/4 W powinien być w porządku.

Zupa z kaczki, co? ;)

Zbuduj źródło prądu stałego, ponieważ zwykłe zasilacze nie obniżą się tak nisko. Może to być łatwy obwód tranzystora 1 lub 2. Jest to łatwe, ponieważ nie musi być dokładne. Rozsądnym prądem byłby prąd, którym zamierzasz napędzać diodę. Teraz twój DVM da ci pomiar napięć napięciowych i nie wysadzisz żadnych diod LED