Jak dobrać rezystor do diody LED?

Aby zasilić diodę LED ze źródła napięcia stałego, musimy dobrać do niej odpowiedni rezystor, aby jej nie spalić. Określić musimy dwa parametry rezystora - jego rezystancję oraz moc.

Diody LED są dostępne w sklepie eXtronic. Rezystor z diodą łączymy szeregowo, co zostało przedstawione na schemacie poniżej.

Zanim zaczniemy projektować nasz układ, musimy najpierw znać kilka wartości, jakie będą nam niezbędne. Są to:

• Napięcie zasilania Vzasil
• Napięcie przewodzenia diody Vd
• Maksymalny prąd przewodzenia diody Id

Parametry dotyczące diod LED znajdziesz na stronach sklepu eXtronic, a dla wygody zrobiliśmy tabelkę z parametrami najczęściej stosowanych diod LED.

Zaprojektujemy prosty układ, zasilany napięciem 5V. Wybierzemy diodę zieloną o napięciu przewodzenia 2,1V oraz maksymalnym prądzie 20mA. Zaznaczmy na schemacie wszystkie znane wartości.

W pierwszej kolejności musimy zastanowić się, jakie napięcie będzie występowało na rezystorze. Z praw Kirchhoffa wiemy, że napięcie nie może pojawiać się znikąd ani też znikać w nicości. Zatem napięcie na rezystorze będzie równie napięciu zasilania minus napięcie na diodzie. Wychodzi zatem 5V - 2,1V = 2,9V.

Zastanówmy się co dalej - znamy też prąd, jaki powinien płynąć przez ten rezystor. Jest to ten sam prąd, który płynie przez diodę, a więc 20mA. Następnie sięgamy po prawo Ohma i wykonujemy jakże skomplikowane obliczenie: R = U/I = 2,9V / 0,020A = 145R. Ponieważ nie ma w szeregu rezystancji 145R, zaokrąglamy w górę do najbliższej dostępnej wartości, a mianowicie 150R.

Ostatnią rzeczą jaką musimy wyliczyć w naszym projekcie, to moc, jaka rozproszy się na rezystorze. W zależności o tego, jakie napięcie będzie na nim występować i jaki prąd będzie przez niego płynąć, rezystor nagrzeje się do pewnej temperatury. Musi więc być zdolny do tego, by rozpraszać ciepło na tyle szybko, żeby w naszym warsztacie nie powstał elektrosmrodek. Moc obliczymy mnożąc prąd i napięcie: P = U*I = 2,9V * 0,020A = 0,058W. Ta moc jest bardzo niewielka - większość typowych rezystorów jest zdolna rozproszyć moc 0,25W. Nie musimy zatem szukać jakiegoś rezystora mocy do zadań specjalnych. Jeśli z obliczeń wyjdzie, że układ będzie rozpraszał moc nieznacznie większą od 0,25W, możesz połączyć kilka rezystorów, aby uzyskać układ o większej mocy. Jak to zrobić - zapraszam do poradnika o łączeniu rezystorów.

Oto schemat ze wszystkimi wynikami:

Jak łączyć diody?

Diod LED nie należy łączyć równolegle. Ponieważ napięcie przewodzenia diod (nawet z tej samej partii produkcyjnej!) może różnić się o kilkaset miliwoltów, może dość do sytuacji, że diody będą świecić nierówno. Co gorsza - przez jedną diodę może płynąć większy prąd niż przez drugą, a to może spowodować przepalenie pierwszej diody, a następnie drugiej. Zapamiętaj, że diody LED należy łączyć wyłącznie szeregowo.

Jak zatem wygląda dobór rezystora? Metodologia jest taka sama jak wcześniej, a jedyna różnica polega na tym, że musimy dodać napięcia przewodzenia wszystkich diod. To wszystko!

Wskazówka
Należy dążyć do tego, by rezystancja była jak najmniejsza, by minimalizować straty mocy. Im większy będzie rezystor, tym większe będzie na nim odkładało się napięcie, a w rezultacie będzie się mocniej grzał. Jeśli napięcie zasilania znacząco przewyższa napięcie przewodzenia diody, zmniejsz je lub podłącz kilka diod szeregowo.