Come calcolare e collegare i LED in serie e in parallelo

In questo articolo imparerai come calcolare i LED in serie e in parallelo utilizzando una semplice formula e configurare i tuoi display a LED personalizzati, ora non ti devi solo chiedere come cablare le luci a led? ma in realtà può farlo, conosci i dettagli qui.

Queste luci sono note non solo per i loro abbaglianti effetti di colore, ma anche per la loro durata e il minimo consumo energetico.

Inoltre i LED possono essere cablati in gruppi per formare grandi display alfanumerici che possono essere utilizzati come indicatori o pubblicità.

I giovani hobbisti e appassionati di elettronica sono spesso confusi e si chiedono come calcolare il LED e il suo resistore in un circuito, poiché trovano difficile ottimizzare la tensione e la corrente attraverso il gruppo di LED, necessari per mantenere una luminosità ottimale.

Perché dobbiamo calcolare i LED

Progettare display a LED può essere divertente, ma molto spesso ci resta solo da pensare a come cablare le luci a led? Impara attraverso una formula quanto sia semplice progettare i tuoi display a LED.

Sappiamo già che un LED richiede una particolare tensione diretta (FV) per accendersi. Ad esempio un LED rosso avrà bisogno di un FV di 1,2 V, un LED verde richiederà 1,6 V e per un LED giallo è di circa 2 V.

I LED moderni sono tutti specificati con una tensione diretta di circa 3,3 V indipendentemente dai colori.

Ma poiché la tensione di alimentazione data a un LED sarebbe per lo più superiore al suo valore di tensione diretta, l'aggiunta di un resistore limitatore di corrente con LED diventa imperativa.

Quindi impariamo come calcolare un resistore limitatore di corrente per un LED selezionato o una serie di LED

Calcolo del resistore limitatore di corrente

Il valore di questo resistore può essere calcolato tramite la formula indicata di seguito:

R = (tensione di alimentazione VS - tensione diretta LED VF) / corrente LED I

Qui R è il resistore in questione in Ohm

Vs è il voltaggio di alimentazione in ingresso al LED

VF è il LED forward che è in realtà la minima tensione di alimentazione richiesta da un LED per illuminare con luminosità ottimale.

Quando è in questione una connessione LED in serie, sarà sufficiente sostituire la 'tensione diretta LED' con 'tensione diretta totale' nella formula, moltiplicando FV di ciascun LED per il numero totale di LED nella serie. Supponiamo che ci siano 3 LED in serie, quindi questo valore diventa 3 x 3,3 = 9,9

La corrente LED o I si riferisce alla corrente nominale del LED, può variare da 20 mA a 350 mA a seconda delle specifiche del LED selezionato. Questo deve essere convertito in ampere nella formula, quindi 20 mA diventa 0,02 A, 350 mA diventa 0,35 A e così via.

Come collegare i LED?

Per capire questo leggiamo la seguente discussione:

Supponiamo che tu voglia progettare un display a LED con 90 LED al suo interno, con un'alimentazione a 12V per alimentare questo display a 90 LED.

Per abbinare e configurare in modo ottimale il 90 LED con l'alimentazione a 12V, sarà necessario collegare i LED in serie e in parallelo in modo appropriato.

Per questo calcolo avremo bisogno di 3 parametri da considerare che sono i seguenti:

1. Numero totale di LED che è 90 nel nostro esempio
2. Tensione diretta dei LED, qui la consideriamo 3 V per un facile calcolo, normalmente sarebbe 3,3 V
3. L'ingresso di alimentazione, che è 12V per il presente esempio

Innanzitutto dobbiamo considerare il parametro di connessione in serie, e verificare quanti LED possono essere alloggiati entro la tensione di alimentazione

Lo facciamo dividendo la tensione di alimentazione per 3 volt.

La risposta sarà ovviamente = 4. Questo ci dà il numero di LED che potrebbero essere alloggiati nell'alimentazione 12V.

Tuttavia la condizione di cui sopra potrebbe non essere consigliabile perché limiterebbe la luminosità ottimale a una rigorosa alimentazione a 12V e nel caso in cui l'alimentazione ridotta a un valore inferiore causerebbe una minore illuminazione sul LED.

Pertanto per garantire un margine inferiore di almeno 2V sarebbe opportuno rimuovere un conteggio LED dal calcolo e renderlo 3.

Quindi 3 LED in serie per un'alimentazione a 12V sembrano abbastanza buoni e questo garantirebbe che anche se l'alimentazione fosse ridotta fino a 10V, i LED sarebbero comunque in grado di illuminarsi abbastanza intensamente.

Ora vorremmo sapere quante di queste 3 stringhe di LED potrebbero essere realizzate dai nostri 90 LED totali in mano? Pertanto, dividendo il numero totale di LED (90) per 3, otteniamo una risposta pari a 30. Significa che dovresti saldare 30 numeri di stringhe o catene della serie di LED, ciascuna stringa con 3 LED nella serie. È abbastanza facile, vero?

Una volta che hai finito di assemblare i 30nos delle stringhe LED, scoprirai naturalmente che ogni stringa ha le sue estremità libere positive e negative.

Quindi, collega il valore calcolato dei resistori come discusso nella sezione precedente a una qualsiasi delle estremità libere di ciascuna serie, puoi collegare il resistore all'estremità positiva della stringa o all'estremità negativa, la posizione non ha importanza perché il il resistore deve solo essere in linea con la serie, potresti persino includere un punto intermedio tra le serie LED. Usando il primo troviamo che il resistore per ciascuna stringa LED è:

R = (tensione di alimentazione VS - tensione diretta LED VF) / corrente LED

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

Supponiamo di collegare questo resistore a ciascuna delle estremità negative delle stringhe di LED.

• Dopodiché, puoi iniziare a unire le estremità positive comuni dei LED insieme e le estremità negative o le estremità del resistore di ciascuna serie insieme.
• Infine applicare 12 volt di alimentazione a queste estremità comuni secondo la polarità corretta. Troverai immediatamente l'intero design brillare con un'intensità uniforme.
• È possibile allineare e organizzare queste stringhe di LED secondo il design del display.

LED con un conteggio dispari

Potrebbe verificarsi una situazione quando il display LED contiene LED in numeri dispari.

Ad esempio, supponiamo nel caso precedente invece di 90 se il display fosse composto da 101 LED, quindi considerando 12V come alimentazione, dividere 101 per 3 diventa un compito piuttosto imbarazzante.

Quindi troviamo il valore più vicino che è direttamente divisibile con 3 che è 90. Dividendo 99 con 3 otteniamo 33. Pertanto il calcolo per queste 33 stringhe di LED sarebbe come spiegato sopra, ma per quanto riguarda i restanti due LED? Nessun problema, possiamo ancora creare una stringa di questi 2 LED e metterla in parallelo con le restanti 33 stringhe.

Tuttavia, per garantire che la stringa di 2 LED consuma corrente uniforme proprio come le restanti 3 stringhe di LED, calcoliamo di conseguenza la resistenza in serie.

Nella formula cambiamo semplicemente la tensione diretta totale come mostrato di seguito:

R = (tensione di alimentazione VS - tensione diretta LED VF) / corrente LED

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

Questo ci fornisce il valore del resistore specifico per la stringa di 2 LED.

Pertanto abbiamo 150 ohm per tutte e 3 le stringhe di LED e 300 ohm per le 2 stringhe di LED.

In questo modo è possibile regolare le stringhe di LED con numeri di LED non corrispondenti, introducendo una resistenza di compensazione opportuna in serie alle rispettive stringhe di LED.

Quindi il problema è facilmente risolvibile cambiando il valore del resistore per le rimanenti serie più piccole.

Questo conclude il nostro tutorial su come collegare i LED in serie e in parallelo per un dato numero di LED utilizzando una tensione di alimentazione specificata, se hai qualche domanda correlata, usa la casella dei commenti per risolverla.

Calcolo dei LED in serie parallela nel tabellone

Finora abbiamo spiegato come i LED possono essere collegati o calcolati in serie e in parallelo.

Nei paragrafi seguenti approfondiremo come progettare un grande display numerico a led unendo LED in serie e in parallelo.

Ad esempio, costruiremo un display numerico '8' utilizzando LED e vedremo come è cablato.

Parti richieste

Avrai bisogno della seguente manciata di componenti elettronici per la costruzione:
LED ROSSO 5mm. = 56 nn.
RESISTENZA = 180 OHM ¼ WATT CFR,
SCHEDA PER USI GENERALI = 6 PER 4 POLLICI

Come calcolare e costruire display a LED?

La costruzione di questo circuito di visualizzazione dei numeri è molto semplice e avviene nel modo seguente:

Inserire tutti i LED nella scheda per uso generale seguendo gli orientamenti come mostrato nello schema del circuito.

Inizialmente saldare solo un cavo di ciascun LED.

Dopo aver completato questo, scoprirai che i LED non sono allineati dritti e sono infatti fissati in modo piuttosto storto.

Toccare la punta del saldatore sul punto LED saldato e contemporaneamente spingere il particolare LED verso il basso in modo che la sua base sia spinto piatto sulla scheda. Fai questo per tutti i LED per renderli allineati direttamente.

Ora finisci di saldare l'altro cavo dissaldato di ciascuno dei LED. Taglia i loro cavi in ​​modo pulito con una pinza. Secondo lo schema elettrico comune i lati positivi di tutte le serie LED.

Collegare resistenze da 180 Ohm alle estremità aperte negative di ciascuna serie. Di nuovo, unisci tutte le estremità libere dei resistori.

Questo termina la costruzione del display a LED numero '8'. Per testarlo, basta collegare un'alimentazione a 12 volt al positivo del LED comune e al negativo della resistenza comune.

Il numero “8” dovrebbe accendersi istantaneamente sotto forma di un grande display numerico e può essere riconosciuto anche da grande distanza.

Suggerimenti sul funzionamento del circuito

Per capire chiaramente come progettare un grande display numerico a led sarà importante conoscere nei dettagli il funzionamento del circuito.

Osservando il circuito si può notare che l'intero display è stato suddiviso in 7 “barre” della serie LED.

Ogni serie contiene un gruppo di 4 LED. Se dividiamo l'ingresso 12 volt per 4 scopriremo che ogni LED riceve 3 volt sufficienti per farli brillare intensamente.

Le resistenze assicurano che la corrente ai LED sia limitata in modo che possano durare a lungo.

Ora semplicemente unendo queste serie di LED in parallelo possiamo allinearli in forme diverse per produrre un'enorme varietà di diversi display alfanumerici.

I lettori ora devono aver capito facilmente come calcolare i LED in diverse modalità.

È solo questione di collegare i LED prima in serie, quindi unirli in connessioni parallele e applicare una tensione ai loro comuni positivi e negativi.