6 LEDs parallel mit einem einzigen Widerstand, um das Löten zu vereinfachen

Ich versuche, 6 RGB-LEDs parallel zu verdrahten, die alle von einer einzigen Quelle gesteuert werden (naja, drei Quellen, eine für jede Farbe). Die LEDs wurden mit Widerständen geliefert, um den Strom von 270 Ohm für eine 5-V-Versorgung zu begrenzen.

Das Problem ist, 6 LEDs x 3 Farben = 18 Widerstände, was viel ist und bedeutet, dass ich eine viel größere Platine und viel mehr Löten brauche.

Kann ich die LEDs stattdessen parallel zueinander verdrahten, wobei ein einziger Widerstand alle sechs schützt? (3 Widerstände insgesamt, einer für jede Farbe). Wie berechne ich den Wert dieses Widerstands?

Mehr Details:

Die LEDs werden von einem ULN2803A angesteuert , um ein bisschen Strom zu liefern, der wiederum von einem Netduino gesteuert wird, das ein PWM-Signal auf den drei Kanälen liefert.

Dies sind die fraglichen RGB-LEDs . Wenn ich das Datenblatt richtig verstanden habe, wollen sie 20 mA Strom und Durchlassspannungen von 2, 3, 3 Volt (für R, G bzw. B?). Die mitgelieferten Widerstände hatten alle 270 Ohm, so dass die Kanäle möglicherweise nicht ganz richtig symmetrisch sind.

Für zusätzlichen Kredit: Ich verwende nur 3 der Transistoren in meinem Treiberchip, der insgesamt 8 hat. könnte ich die PWM vom Netduino mit einem zweiten Trio von Transistoren verbinden und die LEDs in zwei Dreiergruppen aufteilen? Lohnt sich der Aufwand?

PS Ich habe keine Diagrammwerkzeuge zur Hand, aber ich kann ein Diagramm (in Farbe gezeichnet) bereitstellen, wenn es zur Klärung meiner Frage beitragen würde. (siehe auch diese Metafrage )

Andrew, ich habe genau die gleichen LEDs und gehe genau das gleiche Problem an. Ist es Ihnen gelungen, gemeinsam eine funktionierende Lösung zu finden? Danke Brad
@Brad Ich habe den Rat der Antworten unten befolgt und jede LED mit ihren eigenen Widerständen gelötet, es war ein bisschen Aufwand, hat aber gut funktioniert. Stripboard hat mir geholfen, aber Arrays von Widerständen in einem einzigen Paket könnten sich auch lohnen.
Wenn Sie fertiges Stripboard verwenden, beschweren Sie sich nicht über das Löten von 18 Widerständen. Sie mussten keine Leiterplatte entwerfen, die Grafik übertragen, ätzen und Löcher bohren. Sie können 18 Durchkontaktierungswiderstände in einer Minute löten, wenn Sie es als Wettkampfsport behandeln und entsprechend trainieren, und die Vorbereitungszeit, um sie in die Platine zu stopfen, nicht mitzählen. :)
JA, SIE KÖNNEN, aber nur, wenn Sie sicherstellen können, dass nicht mehr als eine gleichzeitig leuchtet. Wenn Sie mehr als eine Beleuchtung gleichzeitig benötigen, können Sie sie multiplexen und schnell zwischen ihnen wechseln.
Der Cano64-Kommentar sollte als Antwort beworben werden. Ich verwende diese Multiplexing-Technik oft und sie funktioniert ziemlich gut. Ich bin mir nicht sicher, ob es in diesem Fall mit PWM gut funktioniert.

Antworten (7)

Es ist keine gute Idee, nur einen Widerstand für 6 LEDs zu verwenden: Wenn zwischen zwei LEDs ein geringfügiger Unterschied in der Durchlassspannung besteht, leuchtet eine heller als die andere.

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Die Aufteilung der 6 LEDs in zwei Gruppen von 3 und die Verwendung zusätzlicher Eingänge des ULN2803A würde nur helfen, wenn Sie den maximalen Strom für einen Treiber überschreiten würden. Aber jeder Treiber des ULN2803A kann 500 mA aufnehmen, während 6 LEDs nur 120 mA benötigen.

Nein, LEDs sollten nicht parallel geschaltet werden. Sie werden den Strom nicht sehr gut teilen, einer wird dominieren, also werden die Helligkeiten unterschiedlich sein. Erst wenn Sie einen Vorwiderstand oder mehrere LEDs in Reihe (von einer ausreichend hohen Spannungsversorgung) haben, können Sie die LED-Ketten erfolgreich parallel schalten.

Die Vorwärtsspannung (Vf) der LEDs wird für einen gegebenen Strom charakterisiert; Wenn Sie sich jedoch die Datenblätter ansehen, werden Sie feststellen, dass der Vf mit dem Strom (If) zunimmt.

Wenn Sie die LEDs parallel verdrahten, müssen die beiden gemeinsamen Knoten der LEDs den gleichen Spannungsabfall haben. Das heißt, die Vfs aller LEDs müssen übereinstimmen. Folglich variieren die Ifs der LEDs, bis die Vfs unter den LEDs übereinstimmen - und daher haben Sie sehr unterschiedliche Ströme in den LEDs und als Ergebnis eine sehr unterschiedliche Helligkeit.

Selbst wenn Sie "identische" LEDs haben, wenn Sie sie parallel verdrahten, können die subtilen Variationen zwischen den einzelnen Teilen dazu führen, dass unterschiedliche Ströme durch sie fließen.

Ein externer Widerstand minimiert die Vf/If-Varianz. Aus diesem Grund wird der LED-Strom in den meisten einfachen Designs durch einen Widerstand gesteuert. Für anspruchsvollere Designs steuern Sie den Strom mit einer Stromquelle.

Aus den von Ihnen angegebenen Zahlen sind die LED-Ströme geringer als erwartet.

Für die rote LED:

ich F = 5.0 2.0 270 Ω = 11.1 m EIN

Für die grünen und blauen LEDs:

ich F = 5.0 3.0 270 Ω = 7.4 m EIN

... was so aussieht, als wären sie ziemlich schwach, besonders grün und blau - und ich habe nicht einmal den Spannungsabfall über dem Treiber berücksichtigt ( v C E ( s a t ) )

Wenn Sie eine 12-V-Versorgung zur Verfügung haben, können Sie die LEDs in Dreiergruppen in Reihe mit einem einzelnen Widerstand für jede Gruppe (6 Widerstände) aneinanderreihen. Unter der Annahme, dass die Ströme korrekt sind, benötigen Sie: -

R R E D = 12.0 ( 3 × 2.0 ) 11.1 m EIN = 541 Ω (sagen wir 470)

R G R E E N = R B L U E = 12.0 ( 3 × 3.0 ) 7.4 m EIN = 405 Ω (sagen wir 390)

Um die anderen (sehr feinen) Antworten näher zu erläutern, teilt die Verwendung eines Widerstands zur Strombegrenzung für alle Widerstände den Strom auf die eingeschalteten LEDs auf, was dazu führt, dass die LEDs gedimmt werden, wenn mehr als eine gleichzeitig eingeschaltet sind.

Ich bin mir nicht sicher, ob Sie mit dem TinyCylon (Schema hier ) herumgespielt haben, aber es gibt einen "Zufalls"-Modus, in dem eine LED zufällig aufleuchtet. Wenn in diesem Modus mehr als eine LED aufleuchtet, gibt es ein sichtbares Dimmen.

Um dies zu verstehen, wenden Sie einfach das Kirchhoffsche Gesetz an , das Ihnen sagt, dass die Summe des Stroms um jede Kreuzung herum Null sein muss. Durch die Verwendung eines Widerstands begrenzen Sie den Strom, der aus ihm herauskommt, der dann auf die verschiedenen Pfade aufgeteilt werden muss, die ihn verwenden (dh die "Ein"-LEDs).

Um eine konstante Strommenge durch jede LED zu bekommen, müssen Sie für jede LED einen Widerstand verwenden. Um das Problem mit Hunderten von winzigen Widerständen zu umgehen, gibt es eine Komponente, die eine Reihe von Widerständen in einem zusammenfasst, das als Bus-Widerstandsnetzwerk bezeichnet wird . Man findet sie auf Mouser oder Digikey (zB hier ). Dies ist, was der SpokePOV verwendet, damit jede seiner LEDs einen konstanten Strom durchläuft (Widerstandsnetzwerke RN1-RN8 auf der SpokePOV-Seite).

Nur eine faire Warnung, ich bin ein absoluter Elektronik-Neuling, also nehmen Sie alles, was ich sage, mit einem Körnchen Salz! Ich hoffe, das hilft!

Keine gute Idee. Weil sich die resultierende Baugruppe chaotisch verhalten wird. Selbst völlig identische LEDs weisen kleine Temperaturunterschiede auf und verursachen aufgrund thermischer Rückkopplungen außer Kontrolle geratene Schwingungen. Spannungstempco für LEDs ist negativ. Eine einzelne LED mit Widerstand reguliert sich also an einem Gleichgewichtspunkt selbst. 2 parallele LEDs oszillieren. 6 LEDs bilden eine chaotische Gruppe eng gekoppelter Oszillatoren.

Parallele LEDs oszillieren nicht – sie zeigen thermisches Durchgehen. Wenn die Temperatur steigt, sinkt der Widerstand (eigentlich der Vorwärtsabfall). Ein niedrigerer Widerstand zieht mehr Strom, was die Temperatur stärker erhöht. Dies erhöht den Strom, was die Temperatur erhöht, was den Strom erhöht, was ... Dies wird fortgesetzt, bis entweder der Strom extern begrenzt wird oder die LED überhitzt und durchbrennt.