Správne zapojenie LED diód paralelného zapojenia série Vs: 6 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-23 15:06

V tomto návode hovoríme o diódach emitujúcich svetlo a o tom, ako ich môžeme pripojiť, ak máme viac jednotiek. Toto je jedna lekcia, ktorú by som rád poznal od začiatku, pretože keď som sa začal pohrávať s elektronickými obvodmi, postavil som niekoľko projektov s diódami LED, ktoré, povedzme, mohli byť vylepšené, keby som vedel, čo v tomto návode predstavím.

Krok 1: Pozrite si video

Video popisuje rôzne spôsoby pripojenia, ich výhody a nevýhody, veci, ktoré som sa naučil pri vlastných chybách. Obsahuje schematické príklady a všetko je vysvetlené jednoduchými slovami, aby tomu každý porozumel. Sú to jemné veci, ktoré sú vo videu a ktoré sme kvôli jednoduchosti vynechali z tohto návodu.

Krok 2: Objednajte si potrebné diely

Ak plánujete stavať projekty s diódami LED, možno budete potrebovať niekoľko diód LED:-) Niektoré už možno máte, ale ak potrebujete ďalšie, môžete si zaobstarať celkom výhodnú ponuku objednaním súprav sortimentu z ebay alebo aliexpress. Tieto sady sortimentu môžu mať rôzne veľkosti a tvary, môžete ich nájsť s LED diódami SMD alebo diódami LED s priechodným otvorom, ale jedna vec je istá, že budú obsahovať rôzne farebné LED diódy, niekedy dokonca v rôznych veľkostiach.

Mám sortiment SMD LED v dvoch veľkostiach 0603, 0805 a piatich farbách: červená, zelená, modrá, žltá, biela, pretože to sú veľkosti a farby, ktoré bežne používam vo svojich projektoch. Mám ďalšiu sadu sortimentu pre diódy LED s priechodnými otvormi vo veľkostiach 3 mm a 5 mm tiež v piatich farbách: červená, zelená, modrá, žltá, biela.

Tu je niekoľko odkazov, kde nájdete tieto sady sortimentov:

• Amazon: Súprava LED SMD, súprava LED s priechodnými dierami.
• Aliexpress: Súprava LED SMD, Súprava LED s priechodnými dierami.
• Ebay: Súprava LED SMD, Súprava LED s priechodnými dierami.

Pri objednávaní diód LED by vás mohlo zaujímať aj niekoľko nástrojov, ako je spájkovačka alebo súprava skrutkovačov. Vrelo odporúčam spájkovačku TS100 a súpravu skrutkovačov Xiaomi Wiha. Tieto dve položky majú vynikajúci pomer cena/kvalita:

• Bangood: spájkovačka TS100
• Banggood: Súprava skrutkovačov Xiaomi Wiha
• Aliexpress: spájkovačka TS100
• Aliexpress: Súprava skrutkovačov Xiaomi Wiha

Krok 3: Napätie vpred a prúd vpred

Začnime rozprávaním o doprednom napätí a doprednom prúde, to sú dva základné parametre, ktoré potrebujete vedieť. LED je teda dióda, ktorá za určitých podmienok vyžaruje svetlo. Bude mať dopredné napätie, čo je úroveň, na ktorej začne dióda viesť. Zoberme si napríklad zelenú LED diódu, ktorá má obvykle predné napätie približne 1,9 V. LED dióda začne viesť, keď je napätie na jeho anóde a katóde najmenej 1,9 V. Ak teda k tejto dióde LED pripojíte zdroj napätia 1,5 V, nebude viesť, nezapne sa. Ak použijete napríklad 3 V, začne viesť, LED sa rozsvieti.

Akonáhle začne vedenie LED, nechá prúd prechádzať, ale ak prúd neobmedzuje, bude sa naďalej zvyšovať, nad menovitým prúdom vpred sa križovatka vo vnútri LED v podstate roztaví a poškodí LED. Preto máme parameter nazývaný dopredný prúd. Výrobca LED diódy bude charakterizovať túto časť a uvedie tento dopredný prúd, pri ktorom je bezpečné prevádzkovať LED bez jej zničenia. Typická hodnota pre prúd vpred pre LED môže byť 20 mA. Niekedy, ak chcete byť obzvlášť opatrní, môžete navrhnúť obvod s bezpečnou rezervou Je dobrým zvykom nechať 25% rezervu a ísť pod plný menovitý prúd, ak to aplikácia umožňuje. Zvlášť pre malé indikačné LED diódy nebudete musieť ísť na plný menovitý prúd.

Krok 4: Obmedzenie prúdu odporom

Aby sme obmedzili prúd a vyhli sa prekročeniu uvedeného dopredného prúdu, môžeme do nášho obvodu pridať odpor. Na výpočet rezistora musíme použiť dva vyššie uvedené parametre: napätie vpred a prúd vpred, ako aj napájacie napätie pre náš obvod.

Vieme, že LED dióda klesne o 1,9 V, zatiaľ čo odpor bude musieť znížiť zostávajúcich 1,1 V na naše napájacie napätie. Keď vieme, že dopredný prúd LED je 20mA, môžeme vypočítať hodnotu odporu pomocou zákona ohmov. R = U / I a v našom prípade U je 1,1 V delené 20 mA, čo znamená 55 ohmov.

Krok 5: Paralelné pripojenie diód LED

Ako vidíte, je veľmi jednoduché obmedziť prúd a ovládať jednu diódu LED, ale čo sa stane, ak potrebujeme viac diód LED?

Mohli by sme ich pripojiť paralelne a použiť rovnaký odpor na obmedzenie prúdu, ale narážame na určité problémy. Po prvé, kvôli odchýlkam vo výrobnom procese, každá LED dióda bude mať mierne odlišné dopredné napätie, to znamená, že bude odoberať mierne odlišný prúd, čo by mohlo viesť k nerovnomernému osvetleniu alebo dokonca k poruche LED, ak je napájaná cez špecifikovaný prúd.

V moderných aplikáciách, ako je napríklad podsvietenie displeja, je veľmi dôležité mať rovnomerné osvetlenie cez všetky LED diódy. Preto je lepšie vyhnúť sa paralelnému zapojeniu LED diód.

Krok 6: Pripojenie LED diód do série

Najlepší spôsob pripojenia viacerých LED diód k zaisteniu rovnakého prúdu pre každú LED by bol v sérii. Pripojili by ste 5 diód LED, ktoré sme mali predtým v sérii, a poháňali ich zdrojom konštantného napätia, rovnako ako pred obmedzením prúdu odporom. Myslíte si, že problém je vyriešený, ale problém je vyriešený iba čiastočne kvôli ďalšej vlastnosti diód, ktorá platí aj pre diódy LED.

Dopredné napätie bude klesať so zvyšujúcou sa teplotou. Ak napätie vpred klesne, prúd vpred sa zvýši a LED sa ešte viac zahreje. A je tu ešte jedna vlastnosť, ktorú si musíme uvedomiť mimo exponenciálnej krivky medzi dopredným napätím a dopredným prúdom. To nám hovorí, že s malou zmenou dopredného napätia dosiahneme veľkú zmenu dopredného prúdu a to by mohlo potenciálne viesť k zlyhaniu LED v dôsledku tepelného úniku.

Tento problém teda riešime použitím zdroja konštantného prúdu. V dnešnej dobe existuje mnoho integrovaných obvodov špeciálne navrhnutých na napájanie LED diód s konštantným prúdom, pretože výhody sú jasné. Niekto by mohol tvrdiť, že ak máte LED diódy v sérii, ak jedna z nich zlyhá, celý reťazec bude neaktívny a to je pravda z elektrického bodu, ale v praxi sa LED diódy stali natoľko spoľahlivými, že ak je obvod správne navrhnutý, existuje veľmi veľa malá šanca, že LED dióda zlyhá počas citovanej životnosti

Takže to bolo všetko, dúfam, že tento návod bol užitočný, ak áno, zanechajte komentár alebo kliknite na tlačidlo Páči sa mi alebo Nepáči sa mi a pošlite mi spätnú väzbu.