Einfache Möglichkeit, die Vf einer LED herauszufinden, um einen geeigneten Widerstand auszuwählen

Ich stimme einigen anderen hier zu ... Sie bemühen sich zu sehr.

Wie andere bereits erwähnt haben, variiert der Vorwärtsabfall einer LED mit ihrem Vorspannungsstrom, aber für fast jede Anwendung, in die ein Bastler einsteigen wird, müssen Sie sich darüber keine Gedanken machen.

Fast jedes Handmultimeter hat eine Diodeneinstellung. Es zeigt Ihnen die Durchlassspannung einer Diode beim Testvorspannungspegel des Messgeräts (normalerweise einige mA). Dadurch werden Sie sehr schnell in die richtige Richtung gebracht.

Bestimmung des LED Forward Drop (einfacher Weg)

1. Stellen Sie das Messgerät auf die Diodeneinstellung ein (dh Nr. 14 in diesem Bild).

2. Schließen Sie die LED an die Messleitungen an und überprüfen Sie die richtige Polarität
3. Das Messgerät zeigt einen Vorwärtsabfall an (normalerweise 1 V-3 V für die meisten LEDs). Beachten Sie, dass die LED leuchten kann.

Jetzt, da Sie den Durchlassspannungsabfall der LED haben, können Sie herausfinden, wie viel Spannung alles andere in der "Kette" abfallen muss. Für sehr einfache Schaltungen kann es nur ein Begrenzungswiderstand sein. Bei komplexeren Schaltungen kann es ein Bipolar- oder Feldeffekttransistor oder vielleicht sogar etwas Esoterischeres sein. So oder so: Die Spannung durch eine Reihenschaltung wird auf alle Elemente in der Schaltung verteilt. Nehmen wir eine ganz einfache Schaltung mit einer roten LED, einem Widerstand und der Versorgung an.

Wenn das Messgerät 1,2 V Vf für die LED anzeigt, wissen Sie, dass Ihr Widerstand 5 V - 1,2 V oder 3,8 V abfallen muss. Angenommen, Sie wollen etwa 10 mA durch die LED, ist es jetzt einfach, das Ohmsche Gesetz anzuwenden. Wir wissen, dass in einer Reihenschaltung der Strom durch alle Elemente identisch sein muss, also bedeuten 10mA durch den Widerstand 10mA durch die LED. Damit:

R = V / I
R = 3.8V / 10mA
R = 380 ohms

Wenn Sie Ihre LED mit einem 380-Ohm-Widerstand in Reihe an Ihre 5-V-Versorgung anschließen, werden Sie feststellen, dass die LED so hell leuchtet, wie Sie es beabsichtigt haben. Kann Ihr Widerstand jetzt die Verlustleistung bewältigen? Mal sehen:

P = V * I
P = 3.8V * 10mA
P = 38mW

38 mW liegen gut innerhalb der Verlustleistungsspezifikation für jeden 1/4- oder 1/8-W-Widerstand. Im Allgemeinen möchten Sie deutlich unter der Nennleistung für ein Gerät bleiben, es sei denn, Sie wissen, was Sie tun. Es ist wichtig zu wissen, dass ein Widerstand, der für 1/4 W ausgelegt ist, sich nicht unbedingt kühl anfühlt, wenn er 1/4 W abführt!

Was wäre, wenn Sie dieselbe LED mit einer 24-V-Versorgung ansteuern wollten? Wieder das Ohmsche Gesetz zur Rettung:

R = V / I
R = (24V - 1.2V) / 10mA
R = 22.8V / 10mA
R = 2280 ohms (let's use 2.4k since it's a standard E24 stock value):

Und ein Leistungscheck (unter Verwendung einer alternativen Leistungsgleichung, nur um die Dinge zu ändern):

P = V^2 / R
P = 22.8V * 22.8V / 2400 ohms
P = 217mW

Jetzt werden Sie feststellen, dass wir durch das Erhöhen der angelegten Spannung die Spannung über dem Widerstand nach oben getrieben haben, was wiederum dazu führt, dass die vom Widerstand verbrauchte Gesamtleistung erheblich ansteigt. Während 217 mW technisch unter den 250 mW liegen, die ein Viertel-Watt-Widerstand bewältigen kann, wird es HEISS . Ich würde vorschlagen, auf einen 1/2W-Widerstand umzusteigen. (Meine Faustregel für Widerstände lautet, ihre Verlustleistung unter der Hälfte ihrer Nennleistung zu halten, es sei denn, Sie kühlen sie aktiv oder haben in der Spezifikation bestimmte Anforderungen).

Wenn Sie ein Netzteil mit einstellbarer Strombegrenzung (wie dieses hier ) haben, wird es sehr einfach.

1. Stellen Sie die Ausgangsspannung auf etwa 5 V ein und wählen Sie die Strombegrenzung ganz nach unten.
2. Schließen Sie die Diode ohne Widerstand direkt an die Stromversorgung an. Mach dir keine Sorgen! Sie haben den Strom bereits begrenzt!
3. Erhöhen Sie den Strom, bis er Ihr Ziel erreicht (z. B. 20 mA).

Das Netzteil begrenzt den Strom durch die LED auf die eingestellte Grenze. Die Spannungsanzeige zeigt Ihnen, welche Spannung erforderlich ist, um so viel Strom zu drücken. Das ist Ihre Durchlassspannung!

Die meisten gebräuchlichen LEDs können mindestens 20 mA verarbeiten. Wenn Sie also einen Widerstandswert wählen, der 20 mA durchlässt, wenn er direkt über Ihre Stromversorgung angeschlossen wird, wird eine LED nicht beschädigt, wenn sie mit diesem Widerstand in Reihe geschaltet wird. Messen Sie dann einfach die Spannung über der LED, um die Durchlassspannung der LED zu erhalten. Die LED-Spannung variiert leicht mit dem Strom, aber der Strom, den Sie letztendlich verwenden, ist überhaupt nicht kritisch.

Ich gehe im Allgemeinen davon aus, dass übliche rote, gelbe und grüne LEDs etwa 2 Volt haben, und ich strebe einen Strom von etwa 10 mA an (obwohl ich kürzlich einige äußerst effiziente grüne LEDs hatte, bei denen ich den Strom auf unter 1 mA reduzieren musste, um die gewünschte Helligkeit zu erhalten (Dunkelheit?)). Es ist nicht wirklich nötig, extrem wissenschaftlich zu werden!

Um die Antwort von Peter Bennett zu erweitern: Nehmen Sie Ihre LED, fügen Sie einen 1k-Widerstand hinzu und legen Sie 12 Volt an (achten Sie auf die richtige Polarität). Messen Sie nun die Spannung an der LED. Dadurch erhalten Sie Vf bei etwa 10 mA. Wenn Sie Vf bei 20 mA wissen möchten, verwenden Sie einen 500-Ohm-Widerstand. Wenn Sie Vf bei 1 mA wissen möchten, verwenden Sie einen 10k. Keine dieser Zahlen ist superpräzise, ​​aber die genaue Kenntnis von Vf ist keine allgemein nützliche Idee. Zumindest wird Vf mit der Temperatur variieren, also wird es Sie nicht weiterbringen, wenn Sie sich darüber aufregen.

Sie missverstehen, wie eine LED funktioniert, da Vf nicht die Spannung ist, die Sie an eine LED anlegen, damit sie funktioniert, sondern die Spannung, die über einer LED erscheint (abfällt), wenn Strom durch sie gezwungen wird.

Wenn Sie sich ein geeignetes Datenblatt ansehen, sehen Sie, dass Vf(min), Vf und Vf(max) für einen bestimmten Strom angegeben sind, und das bedeutet, dass Sie Vf erwarten können, wenn Sie den angegebenen Strom durch die LED zwingen irgendwo zwischen Vf(min) und Vf(max) fallen, wobei Vf der typische Wert ist.

Die Antwort auf Ihre Frage lautet also:

Die Stromversorgung ist eine beliebige spannungsvariable Versorgung, R stellt ein Vorschaltgerät für die LED bereit, wodurch ihre Empfindlichkeit gegenüber Schwankungen der Stromversorgung verringert wird.

Das verhindert, dass die LED ihren magischen Rauch freisetzt, wenn Sie die Versorgung versehentlich zu weit aufdrehen, und ihr Wert [R] ist im Rahmen des Zumutbaren nicht kritisch.

Wenn Sie beispielsweise einen 1000-Ohm-Widerstand verwenden und versuchen, 20 mA durch die LED zu leiten, müssen diese 20 mA auch durch R fließen, sodass R abfällt:

und für die LED brauchst du obendrein etwas Headroom.

"A" ist ein Amperemeter, das verwendet wird, um den Strom durch die LED zu messen, und "V" ist ein Voltmeter, das verwendet wird, um die Spannung über der LED zu messen.

Im Gebrauch würden Sie die Versorgung bei null Volt starten und dann hochdrehen, bis das Amperemeter 20 Milliampere anzeigt. Dann wäre die auf dem Voltmeter angezeigte Spannung Vf für diese bestimmte Diode bei diesem bestimmten Strom und dieser bestimmten Umgebung Temperatur.

Um auf Ihre Frage zurückzukommen, können Sie bestimmen, welcher Wert des Serienwiderstands für Ihre LED "richtig" ist, indem Sie zuerst ihre Vf beim gewünschten Durchlassstrom (If) bestimmen und dann das Ohmsche Gesetz verwenden, um den Wert des Widerstands zu bestimmen. so was:

Unter der Annahme, dass Vs (die Versorgungsspannung) 12 Volt beträgt, dass Vf 2 Volt beträgt und dass If 20 mA beträgt, haben wir

Um dann die Leistung zu bestimmen, die der Widerstand abführt, können wir schreiben:

510 Ohm ist der nächste E24 (+/-5%) Wert, der If auf der konservativen Seite von 20 mA hält, und ein 1/4 Watt Widerstand sollte in Ordnung sein.

Entensuppe, oder? ;)

Bauen Sie eine Konstantstromquelle auf, da herkömmliche Tischversorgungen nicht so niedrig werden. Dies könnte eine einfache 1- oder 2-Transistor-Schaltung sein. Es ist einfach, weil es nicht genau sein muss. Ein vernünftiger Strom wäre der Strom, mit dem Sie die LED ansteuern möchten. Jetzt gibt Ihnen Ihr DVM die Vorwärtsspannungsmessung und Sie werden keine LEDs durchbrennen