Cara mudah untuk mengetahui Vf LED untuk memilih resistor yang sesuai

39

Saya bertanya-tanya apa cara termudah untuk mengetahui tegangan maju LED adalah, menggunakan alat pengukuran. Saya tahu kita dapat mengasumsikan LED merah sekitar 1.8V - 2.2V, dan kami memiliki informasi serupa untuk warna LED lainnya, tapi saya bertanya-tanya apakah ada cara untuk mencari tahu tanpa mengasumsikan itu.

Saya membeli beberapa LED yang tidak memiliki lembar data dengan spesifikasinya - jadi sebagai latihan saya ingin menuliskan informasi itu. (Aku belajar)

Sebagian besar jawaban yang saya lihat mulai dengan menghubungkan seri LED ke resistor, tetapi saya ingin memastikan resistor benar sebelum menghubungkannya.

led voltage resistors

— diegoreymendez
sumber

1

Ini terlalu samar, dan sepertinya Anda membuat semuanya terlalu rumit. Apa yang Anda maksud dengan "benar?" Jika Anda memiliki arus tertentu yang ingin dimasukkan melalui LED, maka Anda dapat menggunakan catu daya dengan output arus yang diatur, atau membangun rangkaian wastafel arus sederhana. Hubungkan, ukur Vf dengan VOM. Anda dapat mengukur Jika juga, jika Anda mau. Pastikan saja penurunan voltase Ammeter tidak termasuk dalam pengukuran Voltage. Setelah Anda tahu Vf pada yang Anda inginkan Jika, Anda harus dapat dengan mudah menghitung nilai resistor yang sesuai.

— mkeith

3

Mungkin juga pemahaman saya salah, jadi silakan tunjukkan kesalahan konseptual dalam pertanyaan saya. Keraguan saya adalah: Saya ingin mengetahui Vf dari LED sebelum menghubungkannya ke sebuah resistor. Alasannya adalah bahwa saya seorang pemula dan saya ingin menghindari membuat asumsi tentang itu. Ukur dulu -> hitung -> implement.

— diegoreymendez

3

Anda harus selalu aman arus kecil, sehingga Anda bisa mulai dengan resistor yang Anda tahu akan terlalu besar, kemudian coba resistor yang lebih kecil dan lebih kecil (karena itu semakin banyak arus). Berhentilah ketika Anda senang dengan betapa cerahnya itu.

— Austin

Artikel Wikipedia sirkuit LED memiliki penjelasan yang baik tentang berbagai perhitungan dan pertimbangan yang diperlukan untuk rangkaian LED sederhana.

— Richard Chambers

57

Saya setuju dengan beberapa yang lain di sini ... Anda berusaha terlalu keras.

Seperti yang telah disebutkan orang lain, penurunan maju LED bervariasi dengan arus biasnya, tetapi untuk hampir setiap aplikasi, seorang penghobi akan mengetahui hal ini bukanlah sesuatu yang harus Anda habiskan banyak waktu untuk mengkhawatirkan.

Hampir setiap multimeter genggam memiliki pengaturan dioda. Ini akan memberi tahu Anda tegangan maju sebuah dioda pada tingkat bias pengujian meteran (biasanya beberapa mA). Ini akan menempatkan Anda di stadion baseball yang tepat dengan sangat cepat.

Menentukan Drop Forward LED (cara mudah)

Atur meter ke pengaturan dioda (yaitu # 14 dalam gambar ini).

gambar ini

Hubungkan LED ke meteran meteran, memverifikasi polaritas yang benar
Meteran akan menunjukkan penurunan ke depan (biasanya 1V-3V untuk sebagian besar LED.) Perhatikan bahwa LED mungkin menyala.

Sekarang setelah Anda memiliki drop tegangan maju LED Anda bisa mencari tahu berapa banyak tegangan semua yang lain dalam "rantai" harus turun. Untuk rangkaian yang sangat sederhana mungkin hanya resistor pembatas. Untuk sirkuit yang lebih kompleks, mungkin transistor bipolar atau efek medan, atau bahkan mungkin sesuatu yang lebih esoterik. Either way: Tegangan melalui rangkaian seri akan didistribusikan melalui semua elemen di sirkuit. Mari kita asumsikan sirkuit yang sangat sederhana dengan LED merah, resistor, dan suplai.

Jika meter menunjukkan 1.2V Vf untuk LED, Anda tahu resistor Anda harus turun 5V - 1.2V atau 3.8V. Dengan asumsi Anda menginginkan sekitar 10mA melalui LED, sekarang adalah masalah sederhana untuk menerapkan hukum Ohm. Kita tahu bahwa dalam rangkaian seri, arus yang melalui semua elemen harus identik, jadi 10mA melalui resistor berarti 10mA melalui LED. Begitu:

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

Jika Anda menghubungkan LED Anda ke suplai 5V Anda dengan resistor 380 ohm secara seri, Anda akan menemukan LED menyala terang seperti yang Anda inginkan. Sekarang bisakah resistor Anda menangani pembuangan daya? Ayo lihat:

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

38mW baik dalam spesifikasi disipasi untuk resistor 1/4 atau 1 / 8W. Secara umum, Anda ingin tetap berada di bawah peringkat daya untuk perangkat kecuali Anda tahu apa yang Anda lakukan. Sangat penting untuk menyadari bahwa resistor yang memiliki peringkat 1 / 4W tidak harus keren jika disentuh ketika membuang 1 / 4W!

Bagaimana jika Anda ingin mengendarai LED yang sama dengan pasokan 24V? Hukum Ohm untuk menyelamatkan lagi:

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):

Dan pemeriksaan daya (menggunakan persamaan daya alternatif hanya untuk mengubah segalanya):

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

Sekarang Anda akan melihat bahwa dengan menggerakkan voltase yang diterapkan ke atas, kami telah mendorong voltase melintasi resistor ke atas, dan pada gilirannya menyebabkan daya total yang dihamburkan oleh resistor naik jauh. Sementara 217mW secara teknis di bawah 250mW yang dapat menangani seperempat Watt resistor, itu akan menjadi PANAS . Saya sarankan pindah ke resistor 1 / 2W. (Aturan praktis saya untuk resistor adalah menjaga agar pembuangannya di bawah setengah peringkat mereka kecuali Anda secara aktif mendinginkannya atau memiliki kebutuhan khusus yang tercantum dalam spesifikasi).

— akohlsmith
sumber

Jawaban luhur, kecuali bahwa drop CE pada saturasi dalam transistor tidak perlu (dan sering tidak) 1.4V, jika tidak semuanya dijelaskan dengan sempurna dan berhasil.

— Asmyldof

2

@diegoreymendez Ya, meter saya memiliki keduanya pada pengaturan yang sama juga. Biasanya akan ada tombol lain untuk memilih antara mode pada posisi saklar pemilihan yang sama. Konsultasikan manual meter Anda untuk detail meter Anda.

— akohlsmith

2

@diegoreymendez Anda benar, Anda ingin tahu apa Vf untuk mengendarainya dengan benar, tetapi apa yang kita semua katakan di sini adalah "aturan praktis" yang sangat kasar cocok untuk aplikasi semacam ini. Banyak pemula terjebak dalam menjadi sangat tepat ketika tidak perlu lebih dari sedikit ketepatan. Ketika Anda harus tepat dan ketika Anda bisa menjadi umum datang dengan pengalaman dan biasanya dengan bagian yang hancur juga. :-)

— akohlsmith

4

@diegoreymendez: Meteran Anda tampaknya memiliki pembacaan maksimum 1,99 volt dalam mode uji dioda, sehingga meter tidak dapat menunjukkan Vf jika lebih tinggi dari itu. Anda harus menggunakan salah satu metode yang disebutkan dalam jawaban lain untuk LED bertegangan tinggi.

— Peter Bennett

1

@ Ned64 tanpa lembar data, Anda hanya bisa bereksperimen. Meteran cahaya dan resistor variabel akan memberi Anda kurva yang menunjukkan arus input vs output cahaya. Ini akan menjadi sedikit lebih kompleks dari ini, tetapi sebenarnya tidak ada yang namanya "arus sempurna" - semua komponen akan berbeda dengan PVT. Pilih nilai yang sesuai untuk kasus 80% (yang mungkin benar-benar 99%) dan jalankan dengan itu.

— akohlsmith

12

Jika Anda memiliki catu daya dengan batas arus yang dapat disesuaikan (seperti yang ini ), maka itu menjadi sangat mudah.

Atur tegangan output menjadi sekitar 5V dan putar batas arus sepenuhnya.
Hubungkan dioda langsung ke catu daya, tanpa resistor. Jangan khawatir! Anda sudah membatasi arus!
Dial up arus hingga mencapai target Anda (katakanlah, 20mA).

Catu daya membatasi arus melalui LED ke batas yang dipanggil. Tampilan voltase akan menunjukkan kepada Anda voltase apa yang diperlukan untuk mendorong arus sebanyak itu. Itu tegangan maju Anda!

— bitmack
sumber

itu sepertinya tidak cepat atau mudah, tetapi itu akan berhasil. Bagi saya, cepat dan mudah menggunakan pengaturan drop diode meteran saya dan mengukur LED. :-)

— akohlsmith

@akohlsmith Itu benar! Anda harus menjawabnya! Saya menemukan bahwa meter saya hanya memberikan perkiraan kasar, karena Vf bisa sangat berbeda pada 1-2mA daripada pada 20mA ...

— bitsmack

2

Tidak perlu memperpendek output, cukup engkol batas arus turun ke nol, hubungkan LED di suplai, lalu sesuaikan arus untuk arus LED yang diinginkan dan baca tegangan output suplai. Itu akan menjadi Vf.

— EM Fields

@ EMFields Hah, saya telah melakukan langkah ekstra selama bertahun-tahun! Terima kasih untukmu Saya akan mengedit jawabannya ...

— bitsmack

1

@diegoreymendez Ya, alasan resistor seri adalah untuk membatasi arus yang mengalir melalui LED. LED "standar" Anda, yang disebut "5mm" atau "T 1-3 / 4", umumnya dapat menangani 20mA. Beberapa LED permukaan-mount hanya dapat menangani beberapa mA, sedangkan LED 3W dapat menangani amp penuh (pada Vf = 3V!). Semakin banyak arus, semakin terang iluminasi. Saya biasanya menemukan bahwa 5mA cukup untuk LED 5mm, meskipun itu bisa memakan waktu 20mA. Itu tergantung pada aplikasi Anda.

— bitsmack

8

Paling umum LED dapat menangani setidaknya 20 mA, jadi jika Anda memilih nilai resistor yang akan melewati 20 mA ketika terhubung langsung di seluruh catu daya Anda, LED tidak akan rusak ketika dihubungkan secara seri dengan resistor itu. Kemudian hanya mengukur tegangan melintasi LED untuk mendapatkan tegangan maju LED. Tegangan LED akan sedikit berbeda dengan arus, tetapi arus yang akhirnya Anda pilih untuk digunakan sama sekali tidak kritis.

Saya biasanya berasumsi bahwa LED merah, kuning dan hijau umum sekitar 2 volt, dan saya bertujuan untuk arus sekitar 10 mA (walaupun saya baru-baru ini memiliki beberapa LED hijau yang sangat efisien di mana saya harus mengurangi arus hingga di bawah 1 mA untuk mendapatkan kecerahan yang diinginkan (keremangan?)). Tidak perlu benar-benar ilmiah tentang hal itu!

— Peter Bennett
sumber

2

Saya, pada kenyataannya, baru-baru ini mencicipi beberapa gulungan dari fab Cina dan merah tua, hijau zamrud, aqua dan oranye LED sangat terang, di papan tes normal untuk menunjukkan sinyal logika saya menggunakan 0,05 mA untuk menghindari kebutaan dalam kasus ini dari byte penuh 1 sekaligus.

— Asmyldof

7

Untuk memperluas jawaban Peter Bennett: ambil LED Anda, tambahkan resistor 1k, dan terapkan 12 volt (pastikan polaritasnya benar). Sekarang ukur tegangan melintasi LED. Ini akan memberi Anda Vf sekitar 10 mA. Jika Anda ingin tahu Vf pada 20 mA, kami resistor 500 ohm. Jika Anda ingin mengetahui Vf pada 1 mA, gunakan 10k. Tidak satu pun dari angka-angka ini yang super tepat, tetapi mengetahui Vf dengan tepat bukanlah ide yang bermanfaat secara umum. Paling tidak, Vf akan bervariasi dengan suhu, jadi terobsesi dengan itu tidak akan membawa Anda ke mana pun.

— WhatRoughBeast
sumber

2

Anda salah mengerti bagaimana LED bekerja di Vf itu bukan tegangan yang Anda pasang di LED untuk membuatnya bekerja, itu tegangan yang muncul (jatuh) di LED ketika arus dipaksakan melewatinya.

Jika Anda melihat lembar data yang tepat Anda akan melihat Vf (min), Vf, dan Vf (maks) ditentukan untuk arus tertentu, dan apa artinya adalah jika Anda memaksa arus yang ditentukan melalui LED, Anda dapat mengharapkan Vf jatuh di mana saja antara Vf (min) dan Vf (maks), Dengan Vf menjadi nilai khas.

Jadi, jawaban untuk pertanyaan Anda adalah:

masukkan deskripsi gambar di sini

Catu daya adalah catu variabel tegangan apa pun, R memberikan pengimbang untuk LED, mengurangi sensitivitasnya terhadap variasi catu daya.

Itu akan menjaga LED dari melepaskan asap ajaibnya jika Anda secara tidak sengaja menghidupkan pasokan terlalu jauh, dan nilainya [R] tidak kritis, masuk akal.

Misalnya, jika Anda menggunakan resistor 1000 ohm dan Anda mencoba mendorong 20 mA melalui LED, 20 mA itu juga harus melalui R, jadi R akan turun:

E = IR = 0,02 SEBUAH \times 1000 Ω = 20 volt,

$\text{ E = IR} = 0.02A \times 1000 \Omega = \text {20 volts,}$

dan Anda perlu ruang kepala di atasnya untuk LED.

"A" adalah ammeter yang digunakan untuk mengukur arus melalui LED, dan "V" adalah voltmeter yang digunakan untuk mengukur tegangan melintasi LED.

Dalam penggunaannya, apa yang akan Anda lakukan adalah memulai pasokan pada nol volt dan kemudian menghidupkannya sampai ammeter membaca 20 miliamp, maka tegangan yang ditampilkan pada voltmeter akan menjadi Vf untuk dioda tertentu pada arus dan ambient tertentu. suhu.

Mengacu kembali ke pertanyaan Anda, cara untuk menentukan nilai resistansi seri apa yang "tepat" untuk LED Anda adalah pertama-tama menentukan Vf pada arus maju yang diinginkan (Jika) dan kemudian menggunakan hukum Ohm untuk menentukan nilai resistansi, seperti ini:

R = \frac{V s - V f}{saya f}

$\text {R = } \frac{Vs - Vf}{If}$

Dengan asumsi, kemudian, bahwa Vs (tegangan suplai) adalah 12 volt, bahwa Vf adalah 2 volt, dan jika If adalah 20 mA, kita akan memiliki

R = \frac{12 V - 2 V}{0,02 SEBUAH} = 500 ohm

$\text {R = } \frac{12V - 2V}{0.02A} = \text{500 ohms}$

Kemudian, untuk menentukan daya resistor akan menghilang kita dapat menulis:

Pd = (Vs - Vf) \times Jika = 10V \times 0,02A = 0,2 watt

$\text{Pd = (Vs - Vf)} \times \text{If}\ = \ \text{10V} \times \text{0.02A} = \text{0.2 watts}$

510 ohm adalah nilai E24 (+/- 5%) terdekat yang akan membuat If pada sisi konservatif 20mA, dan resistor 1/4 watt seharusnya baik-baik saja.

Sup bebek, eh? ;)

— Bidang EM
sumber

1

Meski begitu keduanya berjalan baik. Jika Anda memiliki sumber tegangan sempurna dengan V = Vf LED pada beberapa arus, dan tidak ada yang lain, LED akan melewatkan arus itu. Tentu saja, berita buruknya adalah jika Anda sedikit kelebihan (pasokan tidak sempurna, melayang karena suhu, dll.) Arus Anda mungkin jauh lebih tinggi dan mengeluarkan LED, jadi itu bukan cara yang baik untuk mengatur hal-hal dalam praktik.

— hobbs

1

Bangun sumber arus konstan karena persediaan bangku umum tidak akan turun serendah itu. Ini bisa menjadi rangkaian transistor 1 atau dua yang mudah. Mudah karena tidak perlu akurat. Arus yang masuk akal adalah arus yang ingin Anda kendarai dengan led. Sekarang DVM Anda akan memberi Anda pengukuran volt maju dan Anda tidak akan meniup LED apa pun

— Autis
sumber