Widerstandsauswahl für LED

Dies fragt nicht nach der Gleichung zur Bestimmung des erforderlichen Widerstands für LEDs, sondern nach der allgemeinen Praxis für deren Auswahl.

Ich habe mehrere Schaltungen gesehen, die viel höhere Widerstandswerte verwendet haben, als ich für notwendig erachte. Zum Beispiel habe ich ein Design gesehen, das a verwendet hat 330 Ω Widerstand für eine rote LED mit einer Durchlassspannung von 2 v , und Vorwärtsstrom von 20 m EIN auf einer Schaltung mit 5 v liefern. Nach meinen Berechnungen ist das doppelt so hoch wie nötig ( 150 Ω ).

Ich habe an anderer Stelle gelesen, dass dieser Widerstand die Wahl ist, auf Nummer sicher zu gehen, da sie ihn überall verwenden und sicher sein können, dass sie die LED nicht durchbrennen. Aber steckt da noch ein anderer Grund dahinter? Abgesehen von der absichtlichen Halbierung der LED-Helligkeit.

Vielleicht verlängert das die Lebensdauer der LED? In meiner Schaltung habe ich den theoretisch korrekten Widerstandswert für jede LED ausgewählt, möchte aber wissen, ob es eine praktische Regel gibt, die mir fehlt, da die Widerstandswerte manchmal recht klein sind.

ROT - Faustregel. Sehr oft verwendet für unkritische Designwerte (wie den Widerstand für eine LED) verwendet ein Designer einen Wert, von dem er weiß, dass er funktioniert. Es ist im Allgemeinen nicht der optimale Wert. Daher die Variation der Schaltungswerte für die gleiche Aufgabe. Manchmal ist Elektronikdesign eher eine Kunst als eine Wissenschaft.
Der Titel und die Einleitung Ihrer Frage sind irreführend. Dies hat nichts mit der Berechnung des Widerstandswertes zu tun, um einen bestimmten Strom zu erreichen. Bei Ihrer Frage geht es wirklich darum, wie Sie den geeigneten LED-Strom auswählen. Die Verwendung eines Widerstands mit fester Versorgung, wie Sie sich das vorstellen, ist nur eine Möglichkeit, diesen Strom einzustellen. Sie müssen dies beheben, um das Konzept von der Implementierung zu trennen.

Antworten (4)

Während die Antworten von @Passerby und @MichaelKaras es ziemlich genau abdecken, gibt es noch etwas hinzuzufügen:

  1. Der Mensch nimmt die Lichtintensität nichtlinear wahr: Bei sehr niedrigen Intensitäten reagieren wir sehr empfindlich auf selbst geringfügige Helligkeitsschwankungen. Andererseits ist das menschliche Auge bei höherer Intensität kaum in der Lage, Intensitätsunterschiede zu erkennen.

    Diese wirklich interessante Grafik demonstriert dies hervorragend: Graph ( Quelle )

    Im Wesentlichen ist die Fähigkeit, Intensitätsänderungen wahrzunehmen, sehr hoch, wenn der Großteil des Sehens auf die Stäbchen des Auges entfällt ( skotopisches Sehen ), und fällt sehr gering ab, wenn die Zapfen wahrnehmen ( photopisches Sehen ), dh bei etwas höherer Leuchtdichte .

  2. Weniger kritisch, aber gut zu wissen : LEDs leuchten im Verhältnis zum Strom etwas nichtlinear, wobei die Kurve mit zunehmendem Strom von der linearen abfällt. Am auffälligsten ist dies bei Rot.

    Graph ( Quelle )

Also, lange Rede kurzer Sinn:

Das menschliche Auge kann bei den höheren Lichtstärken, die eine LED bei höheren Strömen erzeugt, selbst große Intensitätsänderungen nicht wahrnehmen. Die Verwendung der Hälfte oder sogar weniger als der Hälfte des Nennstroms (20 mA typisch für Anzeige-LEDs, 50 mA oder mehr bei Hochleistungs-LEDs) funktioniert daher für die meisten Anzeigezwecke einwandfrei.

In meinen Designs ist 5 mA mein bevorzugter Strom für alle Anzeige-LEDs: Probieren Sie es aus, es funktioniert großartig!

Ein weiterer Datenpunkt: Ich habe in meinem Design eine rot/grüne zweifarbige Anzeige-LED, die mit 2,5 mA bzw. 5 mA betrieben wird. Das ergibt ein schönes Orange, wenn beide gleichzeitig eingeschaltet sind. Die rote Seite ist bei gleichem Strom doppelt so hell wie die grüne (und dies ist im Datenblatt beschrieben)
@ pjc50 Oh, absolut! Ich habe vor langer Zeit in einer anderen Antwort auf EE.SE über den Unterschied in Emission und Wahrnehmung im gesamten Farbspektrum geschrieben. Der Graph der wahrgenommenen Intensität im Vergleich zum Spektrum für das menschliche Auge ist eine Achterbahnfahrt!

LED-Datenblätter basieren, wie die meisten Datenblätter, auf Durchschnittswerten und Zielvorgaben. Hauptsächlich beträgt die aufgeführte LED-Lebensdauer Stunden bei x Strom, y Spannung, z Temperatur. Für die meisten "normalen" LEDs sind das 20 mA Durchlassstrom. Fahren Sie es härter, es ist heller, aber das Leben wird verkürzt. Fahren Sie es weicher, es ist dunkler und das Leben sollte länger sein.

Abgesehen davon, dass die LED länger leben kann, gibt es zwei weitere Gründe, warum Sie sie möglicherweise mit einem niedrigeren Strom ansteuern möchten. Erstens, weil Sie Energie sparen. Im Akkubetrieb zählt jedes mA. Fahren Sie die LED mit einem niedrigeren Strom, sparen Sie Energie, Sie können sie länger fahren. Der zweite Grund ist, dass Sie sie nicht bei voller Helligkeit benötigen. Manchmal ist der Unterschied zwischen 18 mA und 20 mA nicht einmal zu sehen, es sei denn, Sie stellen zwei zum Vergleich nebeneinander. Manchmal, abhängig von Umgebungslicht, Entfernung, LED-Typ und Zweck, können Sie die LED mit 4 mA betreiben, und das ist gut genug. Ich kann Ihnen nicht sagen, wie viele Dinge ich mit übermäßig hellen LEDs habe, die ich mit Klebeband versehen oder modifiziert haben musste, um die Helligkeit zu verringern (die ursprünglichen Gameboys für einen. Blendend!).

Es gibt noch ein weiteres Problem bei der Auswahl von Widerständen. Und das sind Standardwerte. Möglicherweise haben Sie keinen Widerstand mit genau dem gleichen Wert, (V - VF) / Ider vorschlagen würde. Also wählst du den nächstgrößeren.

Eine Verringerung des Stroms in der LED verringert die Belastung der Diode und verlängert ihre Lebensdauer. Der Betrieb einer LED mit maximalem Nennstrom ist in Ordnung, wenn Sie sicherstellen, dass die angelegte Versorgungsspannung gut geregelt ist. Bitte bedenken Sie jedoch, dass ein Vielfaches des Nennstroms durch eine LED dazu führen kann, dass sie viel mehr Licht emittiert, als für einige Anwendungen erforderlich wäre.

Designer werden den Strom durch LEDs auch aus einigen anderen Gründen begrenzen, darunter:

1) Der Betrieb mit niedrigerem Strom kann die Batterielebensdauer für batteriebetriebene Produkte verlängern.

2) Einige LEDs haben eine Variation der emittierten Wellenlänge basierend auf der Menge des durch sie fließenden Stroms. In diesen Fällen kann eine Strombegrenzung verwendet werden, um die Farbreinheit einzustellen.

3) Bei Verwendung einer Reihe von LEDs auf einem Panel kann es zu Variationen der scheinbaren Helligkeit zwischen verschiedenen LEDs unterschiedlicher Größe, Farbe und Teilenummer kommen. Das Reduzieren des Stroms in den verschiedenen LEDs auf dem Panel ist ein gängiges Schema, das verwendet wird, um sie alle bei ähnlicher Helligkeit einheitlich aussehen zu lassen.

Verwenden Sie ein Potentiometer und wenn die LED bei maximaler Helligkeit ist, messen Sie die Ohm. Verwenden Sie einen Widerstand innerhalb von etwa 50 Ohm. Für neun bis 12 Volt verwende ich einen 330 Ohm oder 470.

Das Problem mit Ihrem Vorschlag ist: Wann hören Sie auf, den Topf zu drehen? Wenn es eine Änderung in der emittierten Farbe gibt (rot zu orange-ish zu schwarz, ich habe es gesehen)? Woher wissen Sie, dass es bei maximaler Helligkeit ist, ohne es an einer SED (Rauch emittierende Diode) und dann an einer DED vorbeizubringen? An diesem Punkt ist diese bestimmte LED weg, aber die nächste, selbst aus derselben Charge, muss sich bei einem bestimmten Strom nicht genau gleich verhalten.
Widerstandsauswahl für LED
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v