Πώς να υπολογίσετε και να συνδέσετε LED σε σειρές και παράλληλα

Σε αυτό το άρθρο θα μάθετε πώς να υπολογίζετε τα LED σε σειρά και παράλληλα χρησιμοποιώντας έναν απλό τύπο και να διαμορφώνετε τις δικές σας εξατομικευμένες οθόνες LED, τώρα δεν χρειάζεται απλώς να αναρωτιέστε πώς να συνδέσετε τα φώτα LED; αλλά στην πραγματικότητα μπορεί να το κάνει, ξέρετε τις λεπτομέρειες εδώ.

Αυτά τα φώτα είναι γνωστά όχι μόνο για τα εκθαμβωτικά εφέ χρώματος, αλλά και λόγω της αντοχής τους και της λιγότερης κατανάλωσης ενέργειας.

Επιπλέον, τα LED μπορούν να συνδεθούν σε ομάδες για να σχηματίσουν μεγάλες αλφαριθμητικές οθόνες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες ή διαφημίσεις.

Οι νέοι ηλεκτρονικοί χομπίστες και οι λάτρεις συχνά μπερδεύονται και αναρωτιούνται πώς να υπολογίσουν το LED και την αντίστασή του σε ένα κύκλωμα, καθώς δυσκολεύονται να βελτιστοποιήσουν την τάση και το ρεύμα μέσω της ομάδας των LED, που απαιτούνται για τη διατήρηση της βέλτιστης φωτεινότητας.

Γιατί πρέπει να υπολογίσουμε τα LED

Ο σχεδιασμός των οθονών LED μπορεί να είναι διασκεδαστικός, αλλά πολύ συχνά αφήνουμε να σκεφτόμαστε πώς να συνδέουμε φώτα LED; Μάθετε μέσα από έναν τύπο πόσο απλό είναι να σχεδιάσετε τις δικές σας οθόνες LED.

Γνωρίζουμε ήδη ότι ένα LED απαιτεί μια συγκεκριμένη τάση προς τα εμπρός (FV) για να ανάψει. Για παράδειγμα, ένα κόκκινο LED θα χρειαστεί ένα FV 1,2 V, ένα πράσινο Led θα χρειαστεί 1,6 V και για ένα κίτρινο LED είναι περίπου 2 V.

Τα μοντέρνα LED είναι όλα καθορισμένα με τάση προώθησης περίπου 3,3V ανεξάρτητα από τα χρώματα τους.

Όμως, δεδομένου ότι η δεδομένη τάση τροφοδοσίας σε ένα LED θα ήταν ως επί το πλείστον υψηλότερη από την τιμή της τάσης προς τα εμπρός, η προσθήκη μιας τρέχουσας αντίστασης ασβεστόλιθου με LED καθίσταται επιτακτική.

Επομένως, ας μάθουμε πώς μπορεί να υπολογιστεί μια τρέχουσα αντίσταση περιορισμού για ένα επιλεγμένο LED ή μια σειρά LED

Υπολογισμός αντίστασης τρέχοντος περιοριστή

Η τιμή αυτής της αντίστασης μπορεί να υπολογιστεί με τον παρακάτω δεδομένο τύπο:

R = (τάση τροφοδοσίας VS - Μπροστινή τάση LED VF) / Ρεύμα LED I

Εδώ το R είναι η εν λόγω αντίσταση στο Ohms

Vs είναι η είσοδος voltgae τροφοδοσίας στο LED

Το VF είναι το LED προς τα εμπρός που είναι στην πραγματικότητα η ελάχιστη τάση τροφοδοσίας που απαιτείται από ένα LED για φωτισμό με βέλτιστη φωτεινότητα.

Όταν πρόκειται για μια σύνδεση LED σειράς, θα πρέπει απλώς να αντικαταστήσετε την «τάση προώθησης LED» με τη «συνολική τάση προώθησης» στον τύπο, πολλαπλασιάζοντας το FV κάθε LED με το συνολικό αριθμό LED στη σειρά. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν 3 LED σε σειρά, τότε αυτή η τιμή γίνεται 3 x 3,3 = 9,9

LED ρεύμα ή αναφέρομαι στην τρέχουσα βαθμολογία των LED, μπορεί οπουδήποτε από 20 mA έως 350 mA ανάλογα με τις προδιαγραφές του επιλεγμένου LED. Αυτό πρέπει να μετατραπεί σε ενισχυτές στον τύπο, έτσι 20 mA γίνεται 0,02 A, 350 mA γίνεται 0,35 A και ούτω καθεξής.

Πώς να συνδέσετε τα LED;

Για να το κατανοήσουμε, ας διαβάσουμε την ακόλουθη συζήτηση:

Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να σχεδιάσετε μια οθόνη LED με 90 LED σε αυτήν, με τροφοδοσία 12V για την τροφοδοσία αυτής της οθόνης 90 LED.

Για βέλτιστη αντιστοίχιση και διαμόρφωση των 90 LED με την τροφοδοσία 12V, θα πρέπει να συνδέσετε τα LED σε σειρά και παράλληλα κατάλληλα.

Για αυτόν τον υπολογισμό θα χρειαστούν 3 παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη οι οποίες είναι οι εξής:

1. Συνολικός αριθμός LED που είναι 90 στο παράδειγμά μας
2. Προώθηση τάσης των LED, εδώ θεωρούμε 3V για εύκολο υπολογισμό, κανονικά αυτό θα ήταν 3.3V
3. Η είσοδος τροφοδοσίας, που είναι 12V για το παρόν παράδειγμα

Πρώτα και formost πρέπει να εξετάσουμε την παράμετρο σύνδεσης σειράς και να ελέγξουμε πόσες λυχνίες LED μπορούν να φιλοξενηθούν εντός της τάσης παροχής

Αυτό το κάνουμε διαιρώντας την τάση τροφοδοσίας με 3 βολτ.

Η απάντηση θα είναι προφανώς = 4. Αυτό μας δίνει τον αριθμό των LED που θα μπορούσαν να τοποθετηθούν εντός της τροφοδοσίας 12V.

Ωστόσο, η παραπάνω συνθήκη ενδέχεται να μην είναι ενδεδειγμένη, διότι αυτό θα περιορίσει τη βέλτιστη φωτεινότητα σε μια αυστηρή παροχή 12V και σε περίπτωση που η παροχή μειωθεί σε κάποια χαμηλότερη τιμή θα προκαλούσε χαμηλότερο φωτισμό στο LED.

Επομένως, για να εξασφαλιστεί χαμηλότερο περιθώριο τουλάχιστον 2V, θα ήταν σκόπιμο να αφαιρέσετε έναν αριθμό LED από τον υπολογισμό και να τον κάνετε 3.

Έτσι, 3 LED σε σειρά για τροφοδοσία 12V φαίνονται αρκετά καλά και αυτό θα εξασφάλιζε ότι ακόμη και αν η τροφοδοσία μειωνόταν στα 10V, τα LED θα μπορούσαν να ανάβουν αρκετά έντονα.

Τώρα θα θέλαμε να μάθουμε πόσες τέτοιες συμβολοσειρές 3 LED θα μπορούσαν να κατασκευαστούν από τα συνολικά 90 LED μας στο χέρι; Επομένως, διαιρώντας τον συνολικό αριθμό LED (90) με 3, λαμβάνουμε μια απάντηση που ισούται με 30. Σημαίνει ότι θα πρέπει να κολλήσετε 30 αριθμούς σειρών ή αλυσίδων σειράς LED, όπου κάθε σειρά έχει 3 LED στη σειρά. Αυτό είναι πολύ εύκολο να πάει σωστά;

Μόλις ολοκληρώσετε τη συναρμολόγηση, αναφέραμε τα 30nos των χορδών LED, φυσικά θα βρείτε ότι κάθε συμβολοσειρά έχει τα δικά της θετικά και αρνητικά ελεύθερα άκρα.

Στη συνέχεια, συνδέστε την υπολογισμένη τιμή των αντιστάσεων όπως συζητήθηκε στην προηγούμενη ενότητα σε οποιοδήποτε από τα ελεύθερα άκρα κάθε σειράς, μπορείτε να συνδέσετε την αντίσταση στο θετικό άκρο της συμβολοσειράς ή στο αρνητικό άκρο, η θέση δεν έχει σημασία επειδή Η αντίσταση πρέπει απλώς να είναι σύμφωνη με τη σειρά, μπορείτε ακόμη και να συμπεριλάβετε κάποια μεταξύ της σειράς LED. Χρησιμοποιώντας το ακουστικό βρίσκουμε ότι η αντίσταση για κάθε συμβολοσειρά LED είναι:

R = (τάση τροφοδοσίας VS - Μπροστινή τάση LED VF) / ρεύμα LED

= 12 - (3 x 3) / 0,02 = 150 ohms

Ας υποθέσουμε ότι συνδέουμε αυτήν την αντίσταση σε καθένα από τα αρνητικά άκρα των χορδών LED.

• Μετά από αυτό, μπορείτε να αρχίσετε να συνδέετε τα κοινά θετικά άκρα των LED μαζί και τα αρνητικά άκρα ή τα άκρα αντίστασης κάθε σειράς μαζί.
• Τέλος, εφαρμόστε παροχή 12 βολτ σε αυτά τα κοινά άκρα σύμφωνα με τη σωστή πολικότητα. Θα βρείτε αμέσως ολόκληρο το σχέδιο να λάμπει έντονα με ομοιόμορφη ένταση.
• Μπορείτε να ευθυγραμμίσετε και να οργανώσετε αυτές τις συμβολοσειρές LED σύμφωνα με το σχεδιασμό της οθόνης.

LED με περίεργο αριθμό

Μπορεί να προκύψει κατάσταση όταν η οθόνη LED σας περιέχει LED σε περίεργους αριθμούς.

Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε στην παραπάνω περίπτωση αντί για 90 εάν η οθόνη θα αποτελείται από 101 LED, και στη συνέχεια θεωρώντας το 12V ως τροφοδοσία, καθίσταται μάλλον δύσκολη η διαίρεση του 101 με το 3.

Βρίσκουμε λοιπόν την πλησιέστερη τιμή που είναι άμεσα διαιρετή με το 3 που είναι 90. Η διαίρεση 99 με 3 μας δίνει 33. Επομένως, ο υπολογισμός για αυτές τις 33 συμβολοσειρές LED θα ήταν όπως εξηγείται παραπάνω, αλλά τι γίνεται με τα υπόλοιπα δύο LED; Μην ανησυχείτε, μπορούμε ακόμα να κάνουμε μια σειρά από αυτά τα 2 LED και να τα βάλουμε παράλληλα με τις υπόλοιπες 33 χορδές.

Ωστόσο, για να διασφαλιστεί ότι η συμβολοσειρά 2 LED καταναλώνει ομοιόμορφο ρεύμα όπως και οι υπόλοιπες 3 συμβολοσειρές LED, υπολογίζουμε ανάλογα την αντίσταση της σειράς.

Στον τύπο αλλάζουμε απλώς τη συνολική τάση προς τα εμπρός όπως φαίνεται παρακάτω:

R = (τάση τροφοδοσίας VS - Μπροστινή τάση LED VF) / ρεύμα LED

= 12 - (2 x 3) / 0,02 = 300 ohms

Αυτό μας δίνει την τιμή αντίστασης ειδικά για τη συμβολοσειρά 2 LED.

Επομένως έχουμε 150 ohms για όλες τις 3 συμβολοσειρές LED και 300 ohms για τη συμβολοσειρά 2 LED.

Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να προσαρμόσετε τις συμβολοσειρές LED που έχουν αναντιστοιχία αριθμών LED εισάγοντας μια αντιστάθμιση κατάλληλης αντιστάθμισης σε σειρά με τις αντίστοιχες συμβολοσειρές LED.

Έτσι το πρόβλημα επιλύεται εύκολα αλλάζοντας την τιμή της αντίστασης για τις υπόλοιπες μικρότερες σειρές.

Αυτό ολοκληρώνει το σεμινάριό μας σχετικά με τον τρόπο σύνδεσης των LED σε σειρά και παράλληλα για οποιονδήποτε δεδομένο αριθμό LED χρησιμοποιώντας μια καθορισμένη τάση τροφοδοσίας, εάν έχετε κάποιο σχετικό ερώτημα, χρησιμοποιήστε το πλαίσιο σχολίων για να το λύσετε.

Υπολογισμός λυχνιών LED σε παράλληλες σειρές στην πλακέτα οθόνης

Μέχρι στιγμής εξετάσαμε τον τρόπο με τον οποίο τα LED μπορούν να συνδέονται ή να υπολογίζονται σε σειρά και παράλληλα.

Στις επόμενες παραγράφους θα διερευνήσουμε πώς να σχεδιάσουμε μια μεγάλη οθόνη με αριθμητική οδήγηση, ενώνοντας LED σε σειρά και παράλληλα.

Για παράδειγμα, θα δημιουργήσουμε μια αριθμητική οθόνη '8' χρησιμοποιώντας LED και θα δούμε πώς είναι ενσύρματο.

Απαιτούνται ανταλλακτικά

Για την κατασκευή θα χρειαστείτε τα ακόλουθα ηλεκτρονικά εξαρτήματα:
ΚΟΚΚΙΝΟ LED 5mm. = 56 αριθ.
RESISTOR = 180 OHMS ¼ WATT CFR,
ΓΕΝΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΚΟΠΟΥ = 6 ΜΕ 4 ΙΝΤΣΕΣ

Πώς να υπολογίσετε και να κατασκευάσετε την οθόνη LED;

Η κατασκευή αυτού του αριθμού κυκλώματος οθόνης είναι πολύ απλή και γίνεται με τον ακόλουθο τρόπο:

Τοποθετήστε όλα τα LED στην πλακέτα γενικής χρήσης ακολουθήστε τους προσανατολισμούς όπως φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος.

Αρχικά κολλήστε μόνο ένα καλώδιο από κάθε LED.

Αφού ολοκληρώσετε αυτό, θα διαπιστώσετε ότι οι λυχνίες LED δεν είναι ευθυγραμμισμένες ευθεία και στην πραγματικότητα στερεώνονται με αρκετά στραβό τρόπο.

Αγγίξτε το άκρο του συγκολλητικού σιδήρου στο συγκολλημένο σημείο LED και ταυτόχρονα πιέστε το συγκεκριμένο LED προς τα κάτω, έτσι ώστε η βάση του να ωθείται επίπεδη στο ταμπλό. Κάνετε αυτό για όλες τις λυχνίες LED για να τις ευθυγραμμίσετε ευθεία.

Τώρα ολοκληρώστε τη συγκόλληση του άλλου μη κολλημένου καλωδίου καθενός από τα LED. Κόψτε τα καλώδια τους καθαρά με ένα θηκάρι. Σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος κοινά τα θετικά όλων των σειρών LED.

Συνδέστε αντιστάσεις 180 Ohms στα αρνητικά ανοιχτά άκρα κάθε σειράς. Και πάλι, συγκεντρώστε όλα τα ελεύθερα άκρα των αντιστάσεων.

Αυτό τελειώνει την κατασκευή του αριθμού εμφάνισης LED '8'. Για να το δοκιμάσετε, απλώς συνδέστε την παροχή 12 volt στο κοινό θετικό LED και στο κοινό αρνητικό αντίστασης.

Ο αριθμός '8' θα πρέπει να ανάβει αμέσως με τη μορφή μιας μεγάλης αριθμητικής οθόνης και μπορεί να αναγνωριστεί ακόμη και από μεγάλη απόσταση.

Συμβουλές λειτουργίας κυκλώματος

Για να κατανοήσετε με σαφήνεια πώς να σχεδιάσετε μια μεγάλη αριθμητική οθόνη, θα είναι σημαντικό να γνωρίζετε λεπτομερώς τη λειτουργία του κυκλώματος.

Κοιτάζοντας το κύκλωμα μπορεί κανείς να παρατηρήσει ότι ολόκληρη η οθόνη έχει χωριστεί σε 7 μπάρες σειράς LED.

Κάθε σειρά περιέχει μια ομάδα 4 LED. Αν διαιρέσουμε την είσοδο 12 βολτ με 4 θα διαπιστώσουμε ότι κάθε LED λαμβάνει αρκετά 3 βολτ για να τα κάνει να λάμπουν έντονα.

Οι αντιστάσεις διασφαλίζουν ότι το ρεύμα των LED είναι περιορισμένο, ώστε να μπορεί να διαρκέσει πολύ.

Τώρα απλώς συνδέοντας παράλληλα αυτές τις σειρές LED μπορούμε να τα ευθυγραμμίσουμε σε διαφορετικά σχήματα για να παράγουμε μια τεράστια ποικιλία διαφορετικών αλφαριθμητικών οθονών.

Οι αναγνώστες πρέπει τώρα να έχουν καταλάβει εύκολα πώς να υπολογίζουν το LED σε διαφορετικούς τρόπους.

Είναι απλώς θέμα σύνδεσης των LED πρώτα στη σειρά, στη συνέχεια σύνδεση σε παράλληλες συνδέσεις και εφαρμογή τάσης στα κοινά θετικά και αρνητικά τους.