Uygun bir direnç seçmek için bir LED'in Vf'sini bulmanın kolay yolu

39

Bir LED'in ileri gerilimini ölçmenin en kolay yolunun ölçüm araçlarını kullanarak ne olduğunu merak ediyordum. Kırmızı LED'lerin 1.8V - 2.2V civarında olabileceğini ve diğer LED renkleri için benzer bilgilere sahip olduğumuzu biliyorum, ancak bunu varsaymadan bir yol olup olmadığını merak ediyordum.

Spesifikasyonları ile birlikte bir veri sayfasına sahip olmayan birkaç LED satın aldım - bir alıştırma olarak bu bilgiyi yazmak istiyorum. (Öğreniyorum)

Gördüğüm çoğu cevap, LED'i seri olarak bir rezistansa bağlayarak başlıyor, ancak rezistörün bağlamadan hemen önce olduğundan emin olmak istiyorum.

led voltage resistors

— diegoreymendez
kaynak

1

Bu çok belirsiz ve her şeyi çok karmaşık hale getiriyor gibisiniz. "Doğru" derken ne demek istiyorsun? LED'i koymak istediğiniz belirli bir akımınız varsa, o zaman ayarlanmış akım çıkışı olan bir güç kaynağı kullanabilir veya basit bir akım havuzu devresi oluşturabilirsiniz. Bağlayın, VF'yi VOM ile ölçün. İsterseniz siz de ölçebilirsiniz. Sadece Ampermetre voltaj düşüşünün Gerilim ölçümüne dahil olmadığından emin olun. İstediğiniz Vf'yi öğrendikten sonra, uygun bir direnç değerini kolayca hesaplayabilmeniz gerekir.

— mkeith

3

Anlayışım yanlış da olabilir, bu yüzden sorumdaki kavramsal hataları belirtmekten çekinmeyin. Şüphem şudur: Bir dirençe bağlamadan önce bir LED'in Vf'sini bulmak istiyorum. Sebep, acemi olduğum için ve bununla ilgili varsayımlarda bulunmaktan kaçınmak istiyorum. Önce ölçün -> hesapla -> uygulayın.

— diegoreymendez

3

Her zaman küçük bir akım güvende olmalısınız, bu nedenle çok büyük olacağını bildiğiniz bir dirençle başlayabilir, daha sonra daha küçük ve daha küçük dirençler (bu nedenle daha fazla akım) deneyebilirsiniz. Ne kadar parlak olduğuna sevindiğinde dur.

— Austin,

Wikipedia makalesi LED devresi , basit LED devreleri için gereken çeşitli hesaplamalar ve düşünceler hakkında iyi bir açıklama yapar.

— Richard Chambers,

57

Buradaki bazı diğerleriyle aynı fikirdeyim ... çok çalışıyorsun.

Diğerlerinin de belirttiği gibi, bir LED'in ileri damlası önyargı akımına bağlı olarak değişir, ancak hemen hemen her uygulama için bir hobiye giren kişi, endişe etmek için çok zaman harcayacağınız bir şey değildir.

Hemen hemen her avuçiçi multimetrenin diyot ayarı vardır. Metrenin test önyargı seviyesindeki bir diyodun ileri voltajını söyler (genellikle birkaç mA). Bu sizi çok hızlı bir şekilde doğru oyuna sokar.

LED İleri Bırakma Tespiti (kolay yol)

Sayacı diyot ayarına ayarlayın (örn . Bu resimde # 14 ).

Bu resim

Doğru polariteyi doğrulayarak LED'i ölçüm cihazının kablosuna bağlayın
Sayaç ileri düşmeyi gösterecektir (çoğu LED için genellikle 1V-3V.) LED'in yanabileceğini unutmayın.

Artık LED'in ileri gerilim düşmesine sahip olduğunuzda, "zincirdeki" her şeyin ne kadar gerilim düşmesi gerektiğini çözebilirsiniz. Çok basit devreler için, sadece sınırlayıcı bir direnç olabilir. Daha karmaşık devreler için, bir bipolar veya alan etkili transistör veya daha da ezoterik bir şey olabilir. Her iki şekilde: Bir seri devre boyunca voltaj, devrede bulunan tüm elemanlara dağıtılacaktır. Kırmızı bir LED, bir direnç ve kaynağı ile çok basit bir devre varsayalım.

Ölçüm aletinde LED için 1,2V Vf belirtilirse, direncinizin 5V - 1.2V veya 3.8V düşürmesi gerektiğini biliyorsunuzdur. LED üzerinden yaklaşık 10mA istediğinizi varsayalım, şimdi Ohm yasasını uygulamak basit bir mesele. Bir seri devrede tüm elemanlardaki akımın aynı olması gerektiğini biliyoruz, bu nedenle direnç aracılığıyla 10mA LED aracılığıyla 10mA demektir. Yani:

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

LED'inizi 5V güç kaynağına seri olarak 380 ohm'luk bir dirençle bağlarsanız, LED'i istediğiniz gibi parlak şekilde yanarsınız. Şimdi direnciniz güç tüketimini kaldırabilir mi? Bakalım:

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

38mW, herhangi bir 1/4 veya 1 / 8W direnç için dağılma spesifikasyonunun içindedir. Genel olarak konuşursak, ne yaptığınızı bilmiyorsanız cihazın güç derecesi altında kalmak istersiniz. 1 / 4W için derecelendirilmiş bir rezistörün, 1 / 4W dağıtırken mutlaka dokunmaya uygun olmayacağının farkına varmak önemlidir!

Aynı LED'i 24V beslemeyle sürmek istersen ne olur? Ohm yine kurtarma kanunu:

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):

Ve bir güç kontrolü (sadece işleri değiştirmek için alternatif bir güç denklemi kullanarak):

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

Şimdi uygulanan voltajı yükselterek, direnci direnç boyunca yukarı doğru sürdüğümüzü ve bunun ardından direnç tarafından dağıtılan toplam gücün önemli ölçüde artmasına neden olduğunu fark edeceksiniz. 217mW teknik olarak 250mW'nin altında iken, çeyrek Watt'lık bir dirençle çalışabilir, SICAK hale gelir . 1 / 2W'luk bir rezistansa geçmeyi öneririm. (Dirençler için temel kuralım, aktif olarak soğutmuyorsanız veya spesifikasyonda belirtilen özel gereksinimleri yoksa, dağıtmalarını derecelendirmelerinin yarısının altında tutmaktır).

— akohlsmith
kaynak

Bir transistörün doygunluğundaki CE düşüşünün 1.4V olması gerekmiyor (ve genellikle değil) dışında, iyi cevap, aksi halde her şeyin mükemmel bir şekilde açıklanması ve çözülmesi gerekiyordu.

— Haziran’daki Asmyld’e

2

@ diegoreymendez Evet, sayacımda ikisinin de aynı ayarda olması gerekiyor. Genellikle, aynı seçim anahtarı konumundaki modlar arasında seçim yapmak için başka bir düğme olacaktır. Sayacınızla ilgili ayrıntılı bilgi için sayaç kılavuzunuza bakın.

— akohlsmith

2

@diegoreymendez haklısınız, Vf'nin doğru bir şekilde sürülmesi için ne olduğunu bilmek istiyorsunuz, ancak burada hepimizin söylediği şey bu tür bir uygulama için çok kaba bir "kuralın" uygun olduğudur. Bir çok kesinlikten fazlasına ihtiyaç duyulmadığında bir çok yenidoğan çok hassas davranıyor. Ne zaman kesin olmanız gerektiğine ve ne zaman genel olabileceğinize dair deneyim ve genellikle de tahrip olmuş parçalarla birlikte gelir. :-)

— akohlsmith

4

@ diegoreymendez: Ölçüm cihazınızın diyot test modunda maksimum 1.99 volt okuması olduğu için bundan daha yüksek olması durumunda Vf'yi gösteremez. Yüksek voltajlı LED'ler için diğer cevaplarda belirtilen yöntemlerden birini kullanmanız gerekecektir.

— Peter Bennett

1

@ Ned64, bir veri sayfası olmadan denemeye indirgenmişsinizdir. Bir ışık ölçer ve değişken direnç, ışık akımına karşı giriş akımını gösteren bir eğri verecektir. Bundan biraz daha karmaşık olacak, ama gerçekten "mükemmel akım" diye bir şey yok - tüm bileşenler PVT ile değişecektir. % 80 vaka için çalışan bir değer seçin (bu muhtemelen% 99'dur) ve onunla çalıştırın.

— akohlsmith

12

Eğer ayarlanabilir bir güç kaynağı varsa akım (gibi sınırı bu one), o zaman çok kolay hale geldi.

Çıkış voltajını 5V civarında ayarlayın ve akım sınırını sonuna kadar çevirin.
Dirençsiz diyotu doğrudan güç kaynağına bağlayın. Endişelenme! Akımı zaten sınırlandırdınız!
Hedefe ulaşana kadar akımı çevirin (örneğin, 20mA).

Güç kaynağı, akımı LED üzerinden aranan sınırla sınırlandırıyor. Voltaj göstergesi, bu kadar akımı itmek için hangi voltajın gerekli olduğunu size gösterecektir. Bu senin ileri voltajın!

— bitsmack
kaynak

bu hızlı ya da kolay görünmüyor, ancak işe yarayacak. Benim için hızlı ve kolay bir şekilde ölçüm cihazımın diyot damla ayarını kullanıyor ve LED'i ölçüyorum. :-)

— akohlsmith

@akohlsmith Bu doğru! Bunu bir cevaba sokmalısın! Ben 20mA ... daha Vf 1-2mA de oldukça farklı olabilir çünkü benim sayaç sadece kaba bir tahmin verir bulabilirsiniz

— bitsmack

2

Çıkışı kısaltmaya, akım sınırını sıfıra indirmeye, LED'i kaynağa bağlamanıza, ardından akımı istenen LED akımı için ayarlamanıza ve kaynağın çıkış voltajını okumanıza gerek yoktur. Bu Vf olacak.

— EM Fields,

@EMFields Hah, bu ekstra adımı yıllardır yapıyorum! Sana teşekkür ederim Cevabı düzenleyeceğim ...

— bitsmack

1

@ diegoreymendez Evet, seri rezistansın nedeni LED boyunca akan akımı sınırlamaktır. "5mm" veya "T 1-3 / 4" olarak adlandırılan "standart" LED'iniz genellikle 20mA'yı tutabilir. Bazı yüzeye monte LED'ler sadece birkaç mA, 3W LED ise tam amper tutabilir (Vf = 3V!). Daha fazla akım, aydınlatma daha parlak. Genellikle 5mA'nın 20mA alabilmesine rağmen 5mm LED için yeterli olduğunu görüyorum. Bu uygulamanıza bağlıdır.

— bitsmack

8

En yaygın LED'ler en az 20 mA tutabilir, bu nedenle doğrudan güç kaynağınıza bağlandığında 20 mA geçecek bir direnç değeri seçerseniz, bu dirençle seri bağlandığında bir LED zarar görmez. Sonra LED'in ileri gerilimini almak için LED üzerindeki voltajı ölçmeniz yeterlidir. LED voltajı akımla birlikte biraz değişecektir, ancak sonunda kullanmayı seçtiğiniz akım hiç de kritik değildir.

Genelde yaygın kırmızı, sarı ve yeşil LED'lerin yaklaşık 2 volt olduğunu ve yaklaşık 10 mA akımı hedeflediğimi farz ediyorum (son zamanlarda verimli parlaklığı elde etmek için akımı son derece verimli bir yeşil LED'lere sahip olmama rağmen (dimness?)). Bu konuda son derece bilimsel olmaya gerek yok!

— Peter Bennett
kaynak

2

Aslında, son zamanlarda bir Çinli fab'dan birkaç makara örnekledim ve koyu kırmızı, zümrüt yeşili, aqua ve turuncu LED çok parlaktı, normal test panolarında mantık sinyallerini belirtmek için 0,05mA kullanıyorum. bir kerede bir tam bayt 1'in.

— Asmyldof

7

Peter Bennett'in cevabını genişletmek için: LED'inizi alın, 1k direnç ekleyin ve 12 volt uygulayın (polariteyi doğru aldığınızdan emin olun). Şimdi LED üzerindeki voltajı ölçün. Bu size yaklaşık 10 mA'da Vf verecektir. 20 mA'da Vf'yi bilmek istiyorsanız, bize 500 ohm'luk bir direnç. Vf'yi 1 mA'da bilmek istiyorsanız, 10k kullanın. Bu sayıların hiçbiri süper kesin değildir, ancak Vf'yi kesin olarak bilmek genel olarak faydalı bir fikir değildir. En azından, Vf sıcaklığa bağlı olarak değişebilir, bu yüzden takıntı sizi hiçbir yere götürmez.

— WhatRoughBeast
kaynak

2

Bir LED'in Vf'de nasıl çalıştığını yanlış anlıyorsunuz, onu çalıştırmak için bir LED'in karşısına koyduğunuz voltaj değil, akım içinden geçirildiğinde bir LED'in üzerinde görünen voltajdır.

Uygun bir veri sayfasına bakarsanız, belirli bir akım için belirtilen Vf (min), Vf ve Vf (maks) göreceksiniz ve bunun anlamı, belirtilen akımı LED üzerinden zorladığınızda Vf'yi beklemeniz olabilir. Vf (min) ve Vf (maks) arasında herhangi bir yere düşmek, Vf ile tipik değerdir.

Yani, sorunuzun cevabı:

görüntü tanımını buraya girin

Güç kaynağı, voltaj değişkenli herhangi bir kaynaktır, R, LED için balast sağlar ve güç kaynağı değişimlerine karşı hassasiyetini azaltır.

Bu, yanlışlıkla arzın çok fazla artmasına neden olursa LED'in sihirli dumanını serbest bırakmasını önler ve [R] değeri makul bir şekilde kritik değildir.

Örneğin, 1000 ohm'luk bir direnç kullanıyorsanız ve LED boyunca 20 mA'yı itmeye çalışıyorsanız, 20 mA'nın da R'den geçmesi gerekir, böylece R düşecektir:

E = IR = 0.02 A \times 1000 Ω = 20  volts,

$\text{ E = IR} = 0.02A \times 1000 \Omega = \text {20 volts,}$

ve bunun için LED'in üzerinde bir miktar tavan boşluğuna ihtiyacınız olacak.

"A", LED üzerinden akımı ölçmek için kullanılan bir ampermetredir ve "V", LED üzerindeki voltajı ölçmek için kullanılan bir voltmetredir.

Kullanımda, tedarikin sıfır voltta başlatılması ve daha sonra ampermetre 20 miliamper okuyana kadar artırılması, ardından voltmetrede görüntülenen voltaj, o belirli akım ve ortamdaki o belirli diyot için Vf olacaktır. sıcaklık.

Sorunuza geri dönersek, LED'iniz için hangi seri direnç değerinin "doğru" olduğunu belirlemenin yolu, Vf'yi istenen ileri akımda (If) belirlemek ve sonra direncin değerini belirlemek için Ohm yasasını kullanmaktır. bunun gibi, böyle:

R = \frac{V s - V f}{I f}

$\text {R = } \frac{Vs - Vf}{If}$

Öyleyse, Vs (besleme voltajı) 12 volt, Vf 2 volt ve 20 mA ise,

R = \frac{12 V - 2 V}{0.02 A} = 500 ohms

$\text {R = } \frac{12V - 2V}{0.02A} = \text{500 ohms}$

Daha sonra, direncin harcayacağı gücü belirlemek için yazabiliriz:

Pd = (Vs - Vf) \times If = 10V \times 0.02A = 0.2 watts

$\text{Pd = (Vs - Vf)} \times \text{If}\ = \ \text{10V} \times \text{0.02A} = \text{0.2 watts}$

510 ohm, tutabilecek en yakın E24 (+/-% 5) değeridir.

Ördek çorbası, ha? ;)

— EM Alanları
kaynak

1

Her iki yönde de olsa gider. Eğer V = ile mükemmel bir voltaj kaynağınız varsa, bazı akımlarda LED'in Vf değeri ve başka hiçbir şey yoksa, LED o akımı geçecektir. Tabii ki, kötü haber şu ki, eğer biraz fazla (eksik tedarik, sıcaklık nedeniyle sürüklenme, vb.) Durumunuz, akımınız önemli ölçüde daha yüksek olabilir ve LED'i patlatabilir, bu nedenle pratikte işleri düzenlemek için iyi bir yol değildir.

— Ocaklar

1

Sabit bir akım kaynağı oluşturun, çünkü genel tezgah kaynakları bu kadar düşük olmaz. Bu kolay bir 1 veya iki transistör devresi olabilir. Bu kolaydır çünkü doğru olması gerekmez. Mantıklı bir akım, led ile sürmeyi planladığınız akım olacaktır. Şimdi DVM'niz size ileri volt ölçümü verecek ve herhangi bir LED'i patlatmayacaksınız

— Otistik
kaynak