В этой статье вы узнаете, как рассчитать светодиоды последовательно и параллельно, используя простую формулу, и настроить свои собственные персонализированные светодиодные дисплеи. Теперь вам не нужно просто задаваться вопросом, как подключить светодиодные фонари? но на самом деле может это сделать, подробности узнайте здесь.
Эти фонари известны не только своими великолепными цветовыми эффектами, но также своей долговечностью и наименьшим энергопотреблением.
Кроме того, светодиоды могут быть соединены в группы для формирования больших буквенно-цифровых дисплеев, которые могут использоваться в качестве индикаторов или рекламы.
Молодые любители электроники и энтузиасты часто путаются и задаются вопросом, как рассчитать светодиод и его резистор в цепи, поскольку им сложно оптимизировать напряжение и ток через группу светодиодов, необходимых для поддержания оптимальной яркости.
Зачем нужно рассчитывать светодиоды
Проектирование светодиодных дисплеев может быть забавным, но очень часто мы просто думаем, как подключить светодиодные фонари? С помощью формулы узнайте, насколько просто создать свои собственные светодиодные дисплеи.
Мы уже знаем, что для зажигания светодиода требуется определенное прямое напряжение (FV). Например, для красного светодиода требуется FV 1,2 В, для зеленого светодиода - 1,6 В, а для желтого светодиода - около 2 В.
Все современные светодиоды имеют прямое напряжение примерно 3,3 В независимо от их цвета.
Но поскольку данное напряжение питания светодиода будет в основном выше, чем его значение прямого напряжения, добавление ограничивающего ток резистора со светодиодом становится обязательным.
Поэтому давайте узнаем, как можно рассчитать резистор ограничителя тока для выбранного светодиода или серии светодиодов.
Расчет резистора ограничителя тока
Значение этого резистора можно рассчитать по следующей формуле:
R = (напряжение питания VS - прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода I
Здесь R - рассматриваемый резистор в Ом
Vs - входное напряжение питания светодиода.
VF - это светодиод вперед, который на самом деле является минимальным напряжением питания, которое требуется светодиоду для освещения с оптимальной яркостью.
Когда возникает вопрос о последовательном подключении светодиодов, вам просто нужно заменить «прямое напряжение светодиода» на «общее прямое напряжение» в формуле, умножив FV каждого светодиода на общее количество светодиодов в серии. Предположим, что есть 3 последовательно соединенных светодиода, тогда это значение станет 3 x 3,3 = 9,9.
Ток светодиода или I относится к номинальному току светодиода, он может составлять от 20 мА до 350 мА в зависимости от технических характеристик выбранного светодиода. Это должно быть преобразовано в амперы в формуле, поэтому 20 мА становится 0,02 А, 350 мА становится 0,35 А и так далее.
Как подключить светодиоды?
Чтобы понять это, давайте прочитаем следующее обсуждение:
Предположим, вы хотите разработать светодиодный дисплей с 90 светодиодами и источником питания 12 В для питания этого 90 светодиодного дисплея.
Чтобы оптимально согласовать и настроить 90 светодиодов с источником питания 12 В, вам необходимо соединить светодиоды последовательно и параллельно.
Для этого расчета нам потребуется учитывать 3 параметра, а именно:
- Общее количество светодиодов, которое в нашем примере составляет 90
- Прямое напряжение светодиодов, здесь мы считаем его 3 В для упрощения расчета, обычно это 3,3 В.
- Вход питания, который в данном примере составляет 12 В.
Прежде всего, мы должны рассмотреть параметр последовательного подключения и проверить, сколько светодиодов можно разместить в пределах заданного напряжения питания.
Делаем это, поделив напряжение питания на 3 вольта.
Очевидно, ответ будет = 4. Это дает нам количество светодиодов, которые можно разместить в блоке питания 12 В.
Однако вышеуказанное условие может быть нецелесообразным, потому что это ограничит оптимальную яркость строгим источником питания 12 В, а в случае, если напряжение питания снижено до некоторого более низкого значения, вызовет более низкое освещение светодиода.
Поэтому для обеспечения более низкого запаса по крайней мере 2 В было бы целесообразно исключить одно количество светодиодов из расчета и сделать его равным 3.
Таким образом, 3 последовательно соединенных светодиода для источника питания 12 В выглядят достаточно хорошо, и это гарантирует, что даже если питание будет уменьшено до 10 В, светодиоды все равно будут светиться довольно ярко.
Теперь мы хотели бы знать, сколько таких 3 светодиодных гирлянд можно сделать из наших 90 светодиодов в руке? Следовательно, разделив общее количество светодиодов (90) на 3, мы получим ответ, равный 30. Это означает, что вам нужно будет припаять 30 рядов светодиодных цепочек, каждая из которых имеет 3 светодиода в серии. Это довольно легко, правда?
Как только вы закончите сборку упомянутых 30-ти светодиодных гирлянд, вы, естественно, обнаружите, что каждая струна имеет свои положительные и отрицательные свободные концы.
Затем подключите рассчитанное значение резисторов, как описано в предыдущем разделе, к любому из свободных концов каждой серии, вы можете подключить резистор к положительному концу цепочки или отрицательному концу, положение не имеет значения, потому что резистор просто должен соответствовать серии, вы можете даже включить что-то среднее между сериями светодиодов. Используя предыдущий, мы находим резистор для каждой светодиодной цепочки:
R = (напряжение питания VS - прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода
= 12 - (3 x 3) / 0,02 = 150 Ом
Предположим, мы подключили этот резистор к каждому из отрицательных концов светодиодных цепочек.
- После этого вы можете начать соединять общие положительные концы светодиодов вместе, а отрицательные концы или концы резисторов каждой серии вместе.
- Наконец, подайте напряжение 12 В на эти общие концы, соблюдая полярность. Вы сразу же обнаружите, что весь дизайн ярко светится с одинаковой интенсивностью.
- Вы можете выровнять и расположить эти светодиодные цепочки в соответствии с дизайном дисплея.
Светодиоды с нечетным счетом
Может возникнуть ситуация, когда ваш светодиодный дисплей содержит светодиоды в нечетном количестве.
Например, предположим, что в приведенном выше случае вместо 90, если бы дисплей состоял из 101 светодиода, тогда, учитывая 12 В в качестве источника питания, становится довольно неудобной задачей разделить 101 на 3.
Таким образом, мы находим ближайшее значение, которое делится на 3, а это 90. Разделив 99 на 3, мы получим 33. Следовательно, расчет для этих 33 светодиодных цепочек будет таким, как описано выше, но как насчет оставшихся двух светодиодов? Не беспокойтесь, мы все еще можем сделать цепочку из этих двух светодиодов и поставить ее параллельно с оставшимися 33 цепочками.
Однако, чтобы гарантировать, что 2 цепочки светодиодов потребляют равномерный ток, как и остальные 3 цепочки светодиодов, мы рассчитываем последовательный резистор соответственно.
В формуле мы просто меняем общее прямое напряжение, как показано ниже:
R = (напряжение питания VS - прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода
= 12 - (2 x 3) / 0,02 = 300 Ом
Это дает нам значение резистора специально для цепочки из 2 светодиодов.
Следовательно, у нас есть 150 Ом для всех 3 цепочек светодиодов и 300 Ом для 2 цепочек светодиодов.
Таким образом, вы можете отрегулировать цепочки светодиодов с несоответствующим количеством светодиодов, вставив соответствующий компенсирующий резистор последовательно с соответствующими цепочками светодиодов.
Таким образом, проблема легко решается путем изменения номинала резистора для оставшейся меньшей серии.
На этом заканчивается наше руководство о том, как подключить светодиоды последовательно и параллельно для любого заданного количества светодиодов с использованием указанного напряжения питания. Если у вас есть какие-либо связанные вопросы, используйте поле для комментариев, чтобы решить эту проблему.
Расчет светодиодов, последовательно включенных параллельно на плате дисплея
До сих пор мы изучали, как светодиоды могут быть подключены или рассчитаны последовательно и параллельно.
В следующих параграфах мы исследуем, как создать большой цифровой светодиодный дисплей, соединив светодиоды последовательно и параллельно.
В качестве примера мы построим цифровой дисплей «8», используя светодиоды, и посмотрим, как он подключен.
Требуемые детали
Для строительства вам понадобится следующая горстка электронных компонентов:
КРАСНЫЙ светодиод 5мм. = 56 шт.
РЕЗИСТОР = 180 ОМ ¼ ВАТТ CFR,
ПЛАТА ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ = 6 НА 4 ДЮЙМА
Как рассчитать и сконструировать светодиодный экран?
Построение этой схемы отображения чисел очень простое и выполняется следующим образом:
Вставьте все светодиоды в плату общего назначения в соответствии с ориентацией, показанной на принципиальной схеме.
Первоначально припаяйте только один вывод каждого светодиода.
После этого вы обнаружите, что светодиоды не выровнены прямо, а на самом деле закреплены довольно криво.
Коснитесь наконечником паяльника точки припаянного светодиода и одновременно нажмите на конкретный светодиод, чтобы его основание прижалось к плате. Сделайте это, чтобы все светодиоды выровнялись ровно.
Теперь завершите пайку другого непаянного вывода каждого из светодиодов. Аккуратно отрежьте их провода кусачком. Согласно принципиальной схеме объедините плюсы всех светодиодов серии.
Подключите резисторы 180 Ом к отрицательным открытым концам каждой серии. Снова соедините все свободные концы резисторов.
На этом завершается построение светодиодного дисплея с номером «8». Чтобы проверить это, просто подключите источник питания 12 В к общему положительному выводу светодиода и отрицательному общему резистору.
Число «8» должно мгновенно загореться в виде большого цифрового дисплея, и его можно будет распознать даже с большого расстояния.
Подсказки по работе схемы
Чтобы четко понять, как сконструировать большой цифровой светодиодный дисплей, важно знать, как работает схема в деталях.
Глядя на схему, можно заметить, что весь дисплей разделен на 7 светодиодных полосок.
Каждая серия содержит группу из 4 светодиодов. Если мы разделим входные 12 вольт на 4, мы обнаружим, что каждый светодиод получает 3 вольта, достаточных для того, чтобы они ярко светились.
Резисторы гарантируют, что ток, подаваемый на светодиоды, ограничен, чтобы они могли работать долго.
Теперь, просто соединив эти светодиоды параллельно, мы можем выровнять их по разным формам, чтобы создать огромное количество различных буквенно-цифровых дисплеев.
Читатели теперь должны легко понять, как рассчитать светодиоды в разных режимах.
Просто нужно сначала подключить светодиоды последовательно, а затем соединить их параллельно и подать напряжение на их общие положительные и отрицательные стороны.
Предыдущая статья: Простая светодиодная ламповая схема Далее: Сделайте схему светодиодного индикатора переменного напряжения
