Резистор для светодиода: Калькулятор токоограничительного резистора для одноцветного светодиода

Калькулятор токоограничительного резистора для одноцветного светодиода

История развития светодиодов длится уже 100 лет… В начале XX века описывалось явление излучения света из материалов при воздействии электрических полей и эффект был назван «фотолюминесценция». Cовершенно случайно британский радиоинженер, капитан Генри Джозеф Раунд открыл прообраз современного светодиода. Раунд рассказал об этом интересном эффекте в 1907 г. в своей заметке, где описал только сам эффект желтого свечения от двухполярной структуры. В 1923 г. советский ученый Олег Владимирович Лосев, детально изучил детектор на основе карбида-кремния и смог сфотографировать свечение, испускаемое детектором, содержащим случайно созданный p-n переход.

Прогресс в исследованиях и производстве СИД последовал в 60-70х гг. прошлого века с развитием новых материалов для светодиодов красного, желтого, оранжевого и зеленого цветов свечения. В 1960 г. были созданы первые СИД(свето-излучающие диоды) и лазеры ближнего ИК-диапазона на основе GaAs.

Параллельно с этим появились фотоприемники на основе полупроводников. Первый синеватозеленый СИД со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) создал Жак Панков (Яков Исаевич Панченков) с соавторами в 1971 г. Эти СИД изготовляли путем эпитаксиального осаждения нитрида галлия, обладающего электронной проводимостью, на сапфировую подложку, после наносили изолирующий слой из нитрида галлия с примесью цинка.

Современные светодиоды выпускаются в очень широком диапазоне цветов в том числе ИК и УФ диапазонов. Могут быть как одноцветными, так и многоцветными (когда в одном корпусе сосредоточено несколько кристаллов разных цветов), — например, RGB. Светодиоды характеризуются электрическими и световыми параметрами. Электрические характеристики: прямой ток, прямое падение напряжения, максимальное обратное напряжение, максимальная рассеиваемая мощность, вольт-амперная характеристика. Световые параметры: световой поток, сила света, угол рассеяния, цвет (или длина волны), цветовая температура, световая отдача.

Типы светодиодов

Технические характеристики

Прямой номинальный ток — рабочий ток, при котором светодиод будет нормально работать и p-n-переход не будет пробит и не перегреется.Величина номинального прямого тока зависит от размера кристалла, типа полупроводника, цвета свечения.

Прямое напряжение — падение напряжения на p-n-переходе светодиода при рабочем токе.По значению напряжения можно определить химический состав полупроводника.

Например:

• красные (галлия фосфид) — от 1,63 до 2,03 В
• оранжевые (галлия фосфид) — от 2,03 до 2,1 В;
• желтые (галлия фосфид) — от 2,1 до 2,18 В;
• зеленый (галлия фосфид) — от 1,9 до 4 В;
• синий (селенид цинка) — от 2,48 до 3,7 В;
• фиолетовый (индия-галлия нитрид) — от 2,76 до 4 В.

Максимальное обратное напряжение светодиода — это напряжение обратной полярности, при котором происходит пробой кристалла и светодиод выходит из строя.

Максимальная мощность рассеяния — мощность, которую корпус светодиода способен рассеивать в рабочем режиме.

Сила света количественно отражает интенсивность светового потока в определенном направлении и указывается в милликанделах.Чем меньше угол рассеяния — тем больше будет сила света светодиода.

Под световым потоком в один люмен понимают световой поток, испускаемый точечным изотропным источником с силой света, равной одной канделе, в телесный угол в один стерадиан.

Длина волны измеряется в нанометрах и характеризует цвет излучаемого светодиодом света. Зависит от химического состава полупроводникового кристалла, например:

Например:

• красные — от 610 нм до 760 нм;
• оранжевые — от 590 до 610 нм;
• желтые — от 570 до 590 нм;
• зеленый — от 500 до 570 нм;
• синий — от 450 до 500 нм;
• фиолетовый — от 400 до 450 нм.

Угол рассеяния светодиода измеряется в градусах.

Формула расчета токоограничительного резистора для светодиода

Для ограничения прямого тока через светодиод в цепь включают резистор. Требуемое значение находят из соотношения:

R = 

U_пит – U_F

 

I

где, U_F – прямое напряжение на светодиоде,

U_пит – питающее напряжение,

I – ток через светодиод

Для расчета введите необходимые технические параметры или введите НОМЕНКЛАТУРНЫЙ НОМЕР светодиода с нашего сайта.

Светодиод с нужными параметрами можно подобрать в разделе «Светодиоды видимого спектра»

Номенклатурный
номер

Где взять номенклатурный номер

Внимание! 

Для перехода в другой калькулятор используйте ссылку:

Как определить «полярность» светодиода

Расчетное значение:

R  =   Ом

Поиск резистора на сайте:

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонента будет использована серия E24.

Найти на сайте

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Расчет ограничивающего ток резистора для светодиода, формулы и калькулятор

Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Будем полагать что вы знаете что такое светодиод и какие они бывают.

Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.

Расчет гасящего резистора для светодиода

Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.

Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.

Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.

Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.

Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.

Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):

• красный — 1,8…2В;
• зеленый и желтый — 2…2,4В;
• белые и синие — 3. ..3,5В.

Допустим что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем — 3В.

Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В.

Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.

Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:

R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.

В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:

P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.

Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).

Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 2В = 3В.

R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.

P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.

Простой калькулятор для расчета гасящего резистора

Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:

Форму прислал Михаил Иванов.

Заключение

При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.

Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.

Калькулятор резисторов для светодиодов

Используйте этот калькулятор резисторов для светодиодов, чтобы определить подходящее сопротивление для вашей светодиодной схемы, состоящей из одного или нескольких светодиодов.

Входы

Напряжение источника (В с ) :		Вольт
Светодиод прямого напряжения (V f ) :	2 (Красный) 2,2 (Зеленый) 3,6 (Белый) 2,1 (Желтый) 2,2 (Оранжевый) 3,6 (Синий) 4,6 (Синий 430 нм) 1,7 (Инфракрасный) 3,3 (УФ) (Другое)	Вольт (типичное значение: 2 В)
Светодиод прямого тока (I f )		Миллиампер (типичное значение: 20 мА)
Количество светодиодов в серии

Выходы

Сопротивление (R)		Ом
Мощность резистора (P)		Вт

---

 

Работа Калькулятора резисторов светодиодов

Каждый светодиод имеет определенный диапазон рабочего тока, выход за пределы номинального уровня которого приведет к повреждению. Для защиты или ограничения тока мы просто используем последовательно с ним резистор.

 

Калькулятор резистора для светодиодов поможет вам подобрать правильное значение резистора для светодиода в вашей светодиодной цепи, вам просто нужно ввести значения Напряжение источника (V _s ), Прямой ток светодиода (I _f ) и Прямое напряжение светодиода (V _f ).

 

 

Прямое напряжение или падение напряжения на светодиоде предварительно задано (показано в таблице ниже), поскольку оно зависит от цвета, излучаемого светодиодом, типичное значение падения напряжения составляет 2 В.

 

Цвет	Падение напряжения (Vf)
Красный	2
Зеленый	2. 1
Синий	3,6
Белый	3,6
Желтый	2.1
Оранжевый	2,2
Янтарный	2.1
Инфракрасный	1,7

 

Уравнение

Для математического нахождения значения можно использовать следующее уравнение:

Где,

В _с = Напряжение источника измеряется в вольтах.

В _f = прямое напряжение светодиода или падение напряжения, если вы не знаете падение напряжения вашего светодиода, вы можете использовать 2 В, так как это типичное значение падения напряжения светодиода.

I _f = прямой ток светодиода, если вы не знаете прямой ток светодиода вашего светодиода, вы можете использовать 20 мА, так как это типичное значение прямого тока светодиода.

N = количество светодиодов, которые должны быть соединены последовательно.

 

Калькулятор светодиодного резистора

| Need for Series Resistor

В этом уроке мы узнаем об одной из основных концепций, которая необходима для начинающих в электронике, а именно о калькуляторе резисторов для светодиодов. Вы увидите, почему выбор подходящего резистора для светодиода имеет решающее значение для его работы, а также факторы, которые необходимо учитывать при выборе конкретного резистора, чтобы светодиод не сгорел.

[адсенс1]

Краткое описание

Введение

 

Если вы только начинали с электроники, такой как самоделки или Arduino, то, вероятно, первым проектом или схемой, которую вы могли бы построить, было бы мигание светодиода.

Преимущество Arduino в том, что он имеет встроенный светодиод, подключенный к контакту 13 цифрового ввода-вывода, и все, что вам нужно сделать, это просто подключить плату Arduino UNO к компьютеру и загрузить Blink Sketch . Светодиод начинает мигать.

Но если вы остановитесь на этом, то не поймете «аппаратную» часть проекта. Если вы посмотрите на схему Arduino Uno Rev 3, то заметите, что светодиод не подключен напрямую к выводу ввода-вывода микроконтроллера ATmega328P (точнее, к выводу 5 порта B). Но скорее он подключен через резистор 1 кОм последовательно с ним.

Этот резистор представляет интерес для дальнейшего обсуждения этого урока. Но для получения некоторой базовой информации о светоизлучающих диодах (LED) вы можете обратиться к следующему сообщению.

«Светоизлучающие диоды (СИД)»

Для чего нужен светодиодный резистор?

Если вы читали упомянутое выше руководство по светодиодам, то, возможно, поняли, что любой светодиод имеет две основные характеристики, определяющие работу светодиода. Это прямой ток и прямое напряжение.

Все светодиоды, независимо от формы, размера или форм-фактора, имеют предопределенное значение рабочего тока, которое они могут пропускать. Этот ток обычно определяется в спецификациях как непрерывный прямой ток.

Это абсолютный максимальный ток, которым можно питать светодиод без каких-либо повреждений. Например, 5-миллиметровый белый светодиод имеет абсолютный максимальный прямой ток 30 мА.

[адсенс2]

Таким образом, абсолютно необходимо контролировать величину тока, протекающего через светодиод, и самый простой способ ограничить ток — использовать последовательный резистор.

Другой важной характеристикой светодиода является прямое напряжение. Мы увидим его влияние при понимании формулы расчета резисторов для светодиодов, а также при выборе последовательного резистора.

Уравнение для расчета резисторов для светодиодов

Давайте теперь перейдем к важному аспекту руководства, а именно к уравнению для расчета резисторов для светодиодов. Для простоты рассмотрим простую схему, состоящую из одного светодиода, одного последовательного резистора и источника питания.

На следующем рисунке показана простая светодиодная схема, состоящая из светодиода, резистора R _S и источника питания V _S .

Используя простую теорию цепей, вы получите следующее уравнение:

В _S = R _S * I _R + V _LED , где

S V 900 питание

R _S — номинал последовательного резистора,

I _R — ток через последовательный резистор,

V _LED — прямое напряжение или падение напряжения на светодиоде (обычно обозначается как V _F ).

Поскольку последовательный резистор R _S и светодиод соединены последовательно, ток, протекающий через них, будет одинаковым, и, согласно нашим предыдущим обсуждениям, этот ток должен быть прямым током светодиода (I _LED или просто I _F ).

Таким образом, мы можем переписать приведенное выше уравнение следующим образом:

R _S = (V _S – V _F ) / I _F

Это уравнение для расчета резистора светодиода. Здесь важно отметить, что значение последовательного резистора зависит как от прямого тока светодиода, так и от прямого напряжения светодиода. Следовательно, важно следить за обоими этими значениями светодиода из его таблицы данных.

Различные цвета и типы светодиодов имеют разные значения прямого тока и прямого напряжения. Например, в следующей таблице приведены значения прямого тока и прямого напряжения некоторых широко используемых 5-мм светодиодов.

ПРИМЕЧАНИЕ: Следующие значения зависят от производителя и не могут быть обобщены. Для получения точных значений вам обязательно следует ознакомиться с таблицей данных, предоставленной вашим производителем.

Цвет светодиода	Прямой ток (I F )	Прямое напряжение (В F )
Белый	30 мА	3,6 В
Красный	20 мА	2 В
Синий	20 мА	3,9 В
Зеленый	20 мА	2,4 В
Желтый	20 мА	2 В
Янтарный	20 мА	2,4 В
Оранжевый	50 мА	2,1 В
Инфракрасный	100 мА	1,4 В

Если два светодиода соединены последовательно, то уравнение для расчета последовательного резистора будет следующим:

R _S = (V _S – V _F * 2) / I _F

На самом деле, если имеется N одинаковых светодиодов, соединенных последовательно, то формула расчета резисторов для светодиодов может быть записана следующим образом:

R _S = (V _S – V _F * N) / I _F

Пример

Теперь рассмотрим простую схему и рассчитаем значение последовательного резистора. чтобы светодиод работал правильно и не взрывался.

На изображении выше видно, что напряжение питания V _S составляет 5 В, используется белый светодиод диаметром 5 мм. Из приведенной выше таблицы типичный белый светодиод диаметром 5 мм имеет следующие характеристики:

Прямой ток I _F = 30 мА и

Прямое напряжение V _F = 3,6 В.

Подставив эти значения в приведенное выше уравнение, мы получаем следующее:

R _S = (5 В – 3,6 В) / 30 мА

R _S = 46,6 Ом.

Ближайшее значение — резистор 47 Ом. Но если вы хотите быть в безопасности, я бы посоветовал вам использовать следующее большое значение, и в этом случае это будет резистор 56 Ом.

Рассеиваемая мощность резистора

Одной из важных характеристик последовательно включенного резистора для светодиода, которой часто пренебрегают или игнорируют, является рассеиваемая мощность резистора.

Если падение напряжения на светодиоде V _F , то падение напряжения на резисторе равно V _S – V _F .