Jak obliczyć i połączyć diody LED szeregowo i równolegle

W tym artykule dowiesz się, jak obliczyć diody LED szeregowo i równolegle za pomocą prostego wzoru i skonfigurować własne spersonalizowane wyświetlacze LED, teraz nie musisz się tylko zastanawiać, jak okablować diody LED? ale faktycznie może to zrobić, poznaj szczegóły tutaj.

Te światła są znane nie tylko z olśniewających efektów kolorystycznych, ale także z powodu ich trwałości i najmniejszego zużycia energii.

Ponadto diody LED można łączyć w grupy, tworząc duże alfanumeryczne wyświetlacze, które mogą służyć jako wskaźniki lub reklamy.

Młodzi hobbystowie i entuzjaści elektroniki są często zdezorientowani i zastanawiają się, jak obliczyć diodę LED i jej rezystor w obwodzie, ponieważ trudno jest im zoptymalizować napięcie i prąd za pomocą grupy diod LED, wymaganych do utrzymania optymalnej jasności.

Dlaczego musimy obliczyć diody LED

Projektowanie wyświetlaczy LED może być zabawne, ale bardzo często po prostu zastanawiamy się, jak okablować światła LED? Dowiedz się, korzystając ze wzoru, jak łatwo jest zaprojektować własne wyświetlacze LED.

Wiemy już, że dioda LED wymaga określonego napięcia przewodzenia (FV), aby się zapalić. Na przykład czerwona dioda LED będzie wymagała FV 1,2 V, zielona dioda LED będzie wymagała 1,6 V, a dla żółtej diody wynosi około 2 V.

Wszystkie nowoczesne diody LED są wyposażone w napięcie przewodzące około 3,3 V, niezależnie od ich kolorów.

Ale ponieważ podane napięcie zasilania diody LED byłoby w większości wyższe niż jego wartość napięcia przewodzenia, dodanie rezystora ograniczającego prąd z diodą LED staje się konieczne.

Dlatego dowiedzmy się, jak można obliczyć rezystor ogranicznika prądu dla wybranej diody LED lub szeregu diod LED

Obliczanie rezystora ogranicznika prądu

Wartość tego rezystora można obliczyć z poniższego wzoru:

R = (napięcie zasilania VS - napięcie przewodzenia diody LED VF) / prąd diody LED I

Tutaj R jest rezystorem, o którym mowa, w omach

Vs jest napięciem wejściowym zasilania diody LED

VF to dioda LED do przodu, która jest w rzeczywistości minimalnym napięciem zasilania wymaganym przez diodę LED do oświetlenia z optymalną jasnością.

Jeśli chodzi o szeregowe połączenie diod LED, wystarczy zamienić we wzorze „napięcie przewodzenia diody LED” na „całkowite napięcie przewodzenia”, mnożąc FV każdej diody LED przez całkowitą liczbę diod LED w szeregu. Załóżmy, że szeregowo są 3 diody LED, wtedy ta wartość wyniesie 3 x 3,3 = 9,9

Prąd LED lub I odnosi się do prądu znamionowego diody LED, może wynosić od 20 mA do 350 mA w zależności od specyfikacji wybranej diody LED. Należy to przeliczyć na ampery we wzorze, więc 20 mA staje się 0,02 A, 350 mA staje się 0,35 A i tak dalej.

Jak podłączyć diody LED?

Aby to zrozumieć, przeczytajmy następującą dyskusję:

Załóżmy, że chcesz zaprojektować wyświetlacz LED zawierający 90 diod LED, z zasilaniem 12 V do zasilania tego wyświetlacza z 90 diodami LED.

Aby optymalnie dopasować i skonfigurować diodę 90 LED z zasilaniem 12 V, należy odpowiednio połączyć diody LED szeregowo i równolegle.

Do tego obliczenia będziemy potrzebować 3 parametrów do rozważenia, które są następujące:

1. Łączna liczba diod LED, która w naszym przykładzie wynosi 90
2. Napięcie przewodzenia diod LED, tutaj uważamy, że wynosi 3 V ze względu na łatwe obliczenia, normalnie byłoby to 3,3 V
3. Wejście zasilania, które w tym przykładzie wynosi 12 V.

Najpierw musimy wziąć pod uwagę parametr połączenia szeregowego i sprawdzić, ile diod LED można pomieścić w podanym napięciu zasilania

Robimy to, dzieląc napięcie zasilania przez 3 wolty.

Odpowiedź oczywiście będzie = 4. To daje nam liczbę diod LED, które można umieścić w zasilaniu 12V.

Jednak powyższy warunek może nie być zalecany, ponieważ ograniczyłby optymalną jasność do ścisłego zasilania 12 V, aw przypadku zmniejszenia zasilania do jakiejś niższej wartości spowodowałoby słabsze oświetlenie diody LED.

Dlatego, aby zapewnić niższy margines co najmniej 2 V, wskazane byłoby usunięcie jednej diody LED z obliczeń i uczynienie jej 3.

Tak więc 3 diody LED połączone szeregowo dla zasilania 12 V wyglądają wystarczająco dobrze, co zapewniłoby, że nawet gdyby zasilanie zostało zmniejszone do 10 V, nadal diody LED byłyby w stanie świecić dość jasno.

Teraz chcielibyśmy wiedzieć, ile takich 3 ciągów LED można wykonać z naszych łącznie 90 diod LED w ręku? W związku z tym, dzieląc całkowitą liczbę diod LED (90) przez 3, otrzymujemy odpowiedź równą 30. Oznacza to, że należałoby przylutować 30 numerów ciągów lub łańcuchów serii LED, z których każdy ma 3 diody w szeregu. To całkiem łatwe, prawda?

Gdy skończysz montować wspomniane 30 nostyk ciągów LED, naturalnie okaże się, że każdy ciąg ma swoje własne wolne końce dodatnie i ujemne.

Następnie podłącz obliczoną wartość rezystorów, jak omówiono w poprzedniej sekcji, do dowolnego z wolnych końców każdej serii, możesz podłączyć rezystor na dodatnim końcu łańcucha lub na ujemnym końcu, pozycja nie ma znaczenia, ponieważ wystarczy, że rezystor będzie zgodny z serią, możesz nawet dołączyć część między seriami LED, a za pomocą Earler znajdujemy rezystor dla każdego ciągu diod LED:

R = (napięcie zasilania VS - napięcie przewodzenia diody LED VF) / prąd diody LED

= 12 - (3 x 3) / 0,02 = 150 omów

Załóżmy, że podłączamy ten rezystor do każdego z ujemnych końców łańcuchów diod LED.

• Następnie możesz rozpocząć łączenie wspólnych dodatnich końców diod LED ze sobą, a ujemne końce lub końce rezystorów każdej serii razem.
• Na koniec zastosuj zasilanie 12 V do tych wspólnych końców zgodnie z prawidłową polaryzacją. Natychmiast zauważysz, że cały wzór świeci jasno z jednakową intensywnością.
• Możesz wyrównać i zorganizować te ciągi LED zgodnie z projektem wyświetlacza.

Diody LED z nieparzystą liczbą

Może wystąpić sytuacja, gdy wyświetlacz LED zawiera diody LED w liczbach nieparzystych.

Na przykład załóżmy, że w powyższym przypadku zamiast 90, jeśli wyświetlacz składałby się ze 101 diod LED, a następnie biorąc pod uwagę 12 V jako źródło zasilania, podzielenie 101 przez 3 staje się raczej niezręcznym zadaniem.

Znajdujemy więc najbliższą wartość, która jest bezpośrednio podzielna przez 3, czyli 90. Dzielenie 99 przez 3 daje nam 33. Zatem obliczenia dla tych 33 ciągów diod LED byłyby takie, jak wyjaśniono powyżej, ale co z pozostałymi dwoma diodami LED? Bez obaw, nadal możemy wykonać ciąg tych 2 diod LED i umieścić go równolegle z pozostałymi 33 ciągami.

Aby jednak upewnić się, że ciąg 2 diod LED pobiera jednolity prąd, podobnie jak pozostałe 3 ciągi diod, odpowiednio obliczamy rezystor szeregowy.

We wzorze po prostu zmieniamy całkowite napięcie przewodzenia, jak pokazano poniżej:

R = (napięcie zasilania VS - napięcie przewodzenia diody LED VF) / prąd diody LED

= 12 - (2 x 3) / 0,02 = 300 omów

Daje nam to wartość rezystora specjalnie dla ciągu 2 diod LED.

Dlatego mamy 150 omów dla wszystkich 3 ciągów diod LED i 300 omów dla ciągu 2 diod LED.

W ten sposób można wyregulować ciągi diod LED z niedopasowaną liczbą diod LED, wprowadzając odpowiednio rezystor kompensacyjny szeregowo z odpowiednimi ciągami diod LED.

W ten sposób problem można łatwo rozwiązać, zmieniając wartość rezystora dla pozostałych mniejszych serii.

To kończy nasz samouczek dotyczący łączenia diod LED szeregowo i równolegle dla dowolnej liczby diod LED przy określonym napięciu zasilania. Jeśli masz jakieś pytanie związane z tym problemem, skorzystaj z pola komentarza, aby rozwiązać problem.

Obliczanie diod LED szeregowo równolegle na płytce wyświetlacza

Do tej pory zastanawialiśmy się, jak diody LED mogą być łączone lub obliczane szeregowo i równolegle.

W kolejnych akapitach zbadamy, jak zaprojektować duży numeryczny wyświetlacz LED, łącząc diody LED szeregowo i równolegle.

Jako przykład zbudujemy wyświetlacz numeryczny „8” za pomocą diod LED i zobaczymy, jak jest podłączony.

Wymagane części

Będziesz potrzebował następujących elementów elektronicznych do budowy:
CZERWONA DIODA 5mm. = 56 nn.
REZYSTOR = 180 OHMS ¼ WATT CFR,
PŁYTA OGÓLNEGO PRZEZNACZENIA = 6 NA 4 CALE

Jak obliczyć i skonstruować wyświetlacz LED?

Budowa tego obwodu wyświetlania liczb jest bardzo prosta i odbywa się w następujący sposób:

Włóż wszystkie diody LED do płytki ogólnego przeznaczenia, zgodnie z kierunkami pokazanymi na schemacie obwodu.

Początkowo przylutuj tylko jeden przewód każdej diody LED.

Po wykonaniu tego zauważysz, że diody LED nie są ustawione prosto i są w rzeczywistości zamocowane w dość krzywy sposób.

Dotknij końcówką lutownicy lutowanego punktu diody LED i jednocześnie dociśnij daną diodę tak, aby jej podstawa była płasko dociśnięta do płytki. Zrób to dla wszystkich diod LED, aby były wyrównane prosto.

Teraz dokończ lutowanie drugiego nielutowanego przewodu każdej z diod LED. Czysto obetnij smycze szczypcami. Zgodnie ze schematem obwodu połącz pozytywy wszystkich serii LED.

Podłącz rezystory 180 Ohm do ujemnych otwartych końców każdej serii. Ponownie połącz wszystkie wolne końce rezystorów.

Na tym kończy się budowa wyświetlacza LED numer „8”. Aby to przetestować, wystarczy podłączyć zasilanie 12 V do wspólnego plusa diody LED i wspólnego rezystora ujemnego.

Cyfra „8” powinna natychmiast zapalić się w postaci dużego numerycznego wyświetlacza i być rozpoznawalna nawet z dużej odległości.

Wskazówki dotyczące działania obwodu

Aby dokładnie zrozumieć, jak zaprojektować duży cyfrowy wyświetlacz LED, ważne będzie szczegółowe poznanie działania obwodu.

Patrząc na obwód można zauważyć, że cały wyświetlacz został podzielony na 7 „kresek” serii LED.

Każda seria zawiera grupę 4 diod LED. Jeśli podzielimy wejściowe 12 woltów przez 4, zobaczymy, że każda dioda LED otrzymuje 3 wolty wystarczająco, aby świecić jasno.

Rezystory zapewniają ograniczenie prądu do diod LED, aby mogły trwać długo.

Teraz, po prostu łącząc te szeregowe diody LED równolegle, możemy dopasować je do różnych kształtów, aby wyprodukować ogromną różnorodność różnych wyświetlaczy alfanumerycznych.

Czytelnicy muszą teraz łatwo zrozumieć, jak obliczyć LED w różnych trybach.

Chodzi tylko o to, aby najpierw połączyć diody LED szeregowo, a następnie połączyć je w równoległe połączenia i przyłożyć napięcie do ich wspólnych plusów i minusów.