LEDs richtig verdrahten im Vergleich zu Parallelschaltung - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

In diesem anweisbaren sprechen wir über LED - Leuchtdioden und wie wir sie anschließen können, wenn wir mehrere Einheiten haben. Dies ist eine Lektion, die ich von Anfang an wünschte, denn als ich anfing, an elektronischen Schaltungen zu basteln, baute ich ein paar Projekte mit LEDs, die, sagen wir, besser hätten gemacht werden können, wenn ich das Zeug wüsste, das ich in diesem anweisbaren präsentieren werde.

Schritt 1: Sehen Sie sich das Video an

Das Video beschreibt die verschiedenen Verbindungsmethoden mit ihren Vor- und Nachteilen, Dinge, die ich durch eigene Fehler gelernt habe. Es enthält schematische Beispiele und alles wird mit einfachen Worten erklärt, damit jeder es verstehen kann. Die sind subtile Dinge, die in dem Video vorhanden sind, die wir der Einfachheit halber von diesem instructable weggelassen haben.

Schritt 2: Bestellen Sie die benötigten Teile

Wenn Sie vorhaben, Projekte mit LEDs zu bauen, benötigen Sie möglicherweise einige LEDs:-) Vielleicht haben Sie bereits welche, aber wenn Sie mehr benötigen, können Sie ein ziemlich gutes Angebot machen, indem Sie Sortimentssätze bei ebay oder aliexpress bestellen. Diese Sortiments-Kits können in verschiedenen Größen und Formen erhältlich sein, Sie können sie mit SMD-LEDs oder Through-Hole-LEDs finden, aber eines ist sicher, sie enthalten LEDs in verschiedenen Farben, manchmal sogar in verschiedenen Größen.

Ich habe ein Sortiment an SMD-LEDs in zwei Größen 0603, 0805 und fünf Farben: Rot, Grün, Blau, Gelb, Weiß, da ich die Größen und Farben häufig in meinen Projekten verwende. Ich habe ein weiteres Sortimentskit für Durchgangslöcher LEDs in 3mm und 5mm Größen auch in fünf Farben: rot, grün, blau, gelb, weiß.

Hier sind einige Links, wo Sie diese Sortiments-Kits finden können:

• Amazon: SMD-LED-Kit, Durchgangsloch-LED-Kit.
• Aliexpress: SMD-LED-Kit, Durchgangsloch-LED-Kit.
• Ebay: SMD-LED-Kit, Durchgangsloch-LED-Kit.

Während Sie die LEDs bestellen, könnten Sie auch an einigen Werkzeugen wie einem Lötkolben oder einem Schraubendreher-Set interessiert sein. Ich habe den Lötkolben TS100 und das Xiaomi Wiha Screwdriver Kit wärmstens empfohlen. Diese beiden Artikel haben ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis:

• Bangood: TS100 Lötkolben
• Banggood: Xiaomi Wiha Schraubendreher-Kit
• Aliexpress: TS100 Lötkolben
• Aliexpress: Xiaomi Wiha Schraubendreher-Kit

Schritt 3: Durchlassspannung und Durchlassstrom

Beginnen wir damit, über Durchlassspannung und Durchlassstrom zu sprechen. Dies sind zwei grundlegende Parameter, die Sie kennen müssen. Eine LED ist also eine Diode, die unter bestimmten Bedingungen Licht emittiert. Es hat eine Durchlassspannung, die der Pegel ist, bei dem die Diode zu leiten beginnt. Nehmen wir zum Beispiel eine grüne LED, die typischerweise eine Durchlassspannung von etwa 1,9 V hat. Die LED beginnt zu leiten, wenn die Spannung an Anode und Kathode mindestens 1,9 V beträgt. Wenn Sie also eine 1,5-V-Spannungsquelle an diese LED anschließen, leitet sie nicht und schaltet sich nicht ein. Wenn Sie zum Beispiel 3V anlegen, wird es leitend, die LED geht an.

Sobald es anfängt zu leiten, lässt die LED den Strom durch, aber wenn es nichts gibt, um den Strom zu begrenzen, wird er weiter ansteigen, über den Nenndurchlassstrom hinaus, die Verbindung innerhalb der LED schmilzt im Grunde und beschädigt die LED. Deshalb haben wir einen Parameter namens Vorwärtsstrom. Der Hersteller der LED wird das Teil charakterisieren und diesen Durchlassstrom erwähnen, bei dem es sicher ist, die LED zu betreiben, ohne sie zu zerstören. Ein typischer Wert für den LED-Durchlassstrom kann 20 mA betragen. Wenn Sie besonders vorsichtig sein möchten, können Sie die Schaltung manchmal mit einem sicheren Spielraum entwerfen. Es empfiehlt sich, einen Spielraum von 25 % zu belassen und den vollen Nennstrom zu unterschreiten, wenn die Anwendung dies zulässt. Insbesondere bei einer kleinen Anzeige-LED müssen Sie nicht den vollen Nennstrom erreichen.

Schritt 4: Begrenzen des Stroms mit einem Widerstand

Um den Strom zu begrenzen und zu vermeiden, dass der angegebene Durchlassstrom überschritten wird, können wir unserer Schaltung einen Widerstand hinzufügen. Um den Widerstand zu berechnen, müssen wir die beiden zuvor genannten Parameter verwenden: Durchlassspannung und Durchlassstrom sowie die Versorgungsspannung für unsere Schaltung.

Wir wissen, dass die LED um 1,9 V abfällt, während der Widerstand die restlichen 1,1 V auf unsere Versorgungsspannung absenken muss. Da wir wissen, dass der Durchlassstrom der LED 20 mA beträgt, können wir den Wert des Widerstands nach dem Ohmschen Gesetz berechnen. R = U / I und in unserem Fall ist U 1,1 V geteilt durch 20 mA, was 55 Ohm ergibt.

Schritt 5: LEDs parallel anschließen

Wie Sie sehen, ist es ziemlich einfach, den Strom zu begrenzen und eine einzelne LED anzusteuern, aber was passiert, wenn wir mehr LEDs benötigen?

Wir könnten sie parallel schalten und denselben Widerstand verwenden, um den Strom zu begrenzen, aber wir stoßen auf einige Probleme. Erstens hat jede LED aufgrund von Variationen im Herstellungsprozess eine etwas andere Durchlassspannung, dh sie zieht einen etwas anderen Strom, was zu einer ungleichmäßigen Beleuchtung oder sogar zum Ausfall der LED führen kann, wenn sie über den angegebenen Strom getrieben wird.

Bei modernen Anwendungen wie beispielsweise Display-Hintergrundbeleuchtung ist es sehr wichtig, dass alle LEDs gleichmäßig ausgeleuchtet sind. Vermeiden Sie es daher, LEDs parallel zu schalten.

Schritt 6: LEDs in Reihe schalten

Der beste Weg, mehrere LEDs zu verbinden, um den gleichen Strom zu haben, der jede LED antreibt, wäre in Reihe. Sie würden die 5 LEDs, die wir früher hatten, in Reihe schalten und mit einer Konstantspannungsquelle ansteuern, genau wie vor der Strombegrenzung mit einem Widerstand. Und man könnte meinen, das Problem sei gelöst, aber das Problem ist nur teilweise gelöst wegen einer anderen Eigenschaft von Dioden, die auch für LEDs gilt.

Die Durchlassspannung nimmt mit steigender Temperatur ab. Wenn die Durchlassspannung sinkt, erhöht sich der Durchlassstrom und erwärmt die LED noch mehr. Und es gibt noch eine weitere Eigenschaft, die wir außerhalb der exponentiellen Kurve zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom beachten müssen. Dies sagt uns, dass wir bei einer kleinen Änderung der Durchlassspannung eine große Änderung des Durchlassstroms erhalten und dies möglicherweise zu einem LED-Ausfall aufgrund von thermischem Durchgehen führen kann.

Wir lösen dieses Problem also durch die Verwendung einer Konstantstromquelle. Heutzutage gibt es viele integrierte Schaltkreise, die speziell für die Ansteuerung von LEDs mit konstantem Strom entwickelt wurden, denn die Vorteile liegen auf der Hand. Man könnte argumentieren, dass, wenn Sie LEDs in Reihe haben und eine von ihnen ausfällt, der gesamte String inaktiv ist, und das ist aus elektrischer Sicht der Fall, aber in der Praxis sind LEDs so zuverlässig geworden, dass bei richtiger Schaltung der Schaltung sehr geringe Wahrscheinlichkeit, dass eine LED während der angegebenen Lebensdauer ausfällt

Also, das war alles, ich hoffe, dass dieses instructable nützlich war, wenn ja, hinterlassen Sie bitte einen Kommentar oder klicken Sie auf die Schaltfläche "Gefällt mir" oder "Ablehnen", um mir ein Feedback zu senden.