Hur man beräknar och ansluter lysdioder i serie och parallell

I den här artikeln lär du dig hur man beräknar lysdioder i serie och parallellt med en enkel formel och konfigurerar dina egna personliga LED-skärmar, nu behöver du inte bara undra hur man kan leda led-lampor? men faktiskt kan göra det, känner till detaljerna här.

Dessa lampor är kända inte bara för sina bländande färgeffekter, utan också för sin hållbarhet och minsta strömförbrukning.

Dessutom kan lysdioder kopplas i grupper för att bilda stora alfanumeriska skärmar som kan användas som indikatorer eller annonser.

Unga elektroniska hobbyister och entusiaster är ofta förvirrade och undrar hur man beräknar LED och dess motstånd i en krets, eftersom de har svårt att optimera spänning och ström genom gruppen av lysdioder som krävs för att bibehålla en optimal ljusstyrka.

Varför behöver vi beräkna lysdioder

Att designa LED-skärmar kan vara roligt, men mycket ofta är vi bara kvar och tänker på hur vi ska leda lampor? Lär dig genom en formel hur enkelt det är att designa dina egna LED-skärmar.

Vi vet redan att en lysdiod kräver en viss framspänning (FV) för att tändas. Till exempel kommer en röd LED att behöva en FV på 1,2 V, en grön LED kommer att kräva 1,6 V och för en gul LED är den cirka 2 V.

De moderna lysdioderna är alla specificerade med cirka 3,3 V framspänning oavsett deras färger.

Men eftersom den givna matningsspänningen till en LED mestadels skulle vara högre än dess framspänningsvärde, är det nödvändigt att lägga till ett strömbegränsningsmotstånd med LED.

Låt oss därför lära oss hur ett strömbegränsningsmotstånd kan beräknas för en vald lysdiod eller en serie lysdioder

Beräkning av strömbegränsningsmotstånd

Värdet på detta motstånd kan beräknas med formeln nedan:

R = (matningsspänning VS - LED framspänning VF) / LED ström I

Här är R motståndet i fråga i Ohms

Vs är matningsspänningsingången till lysdioden

VF är LED framåt vilket faktiskt är den minsta matningsspänning som krävs av en LED för att belysa med optimal ljusstyrka.

När det är fråga om en serie LED-anslutning behöver du bara byta ut 'LED-framspänning' med 'total framspänning' i formeln genom att multiplicera FV för varje LED med det totala antalet lysdioder i serien. Antag att det finns 3 lysdioder i serie så blir detta värde 3 x 3,3 = 9,9

LED-ström eller I hänvisar till den aktuella värdena för LED-lampan, den kan vara allt från 20 mA till 350 mA beroende på specifikationen för den valda LED-lampan. Detta måste konverteras till förstärkare i formeln, så 20 mA blir 0,02 A, 350 mA blir 0,35 A och så vidare.

Hur man ansluter lysdioderna?

För att förstå detta, låt oss läsa följande diskussion:

Låt oss anta att du vill utforma en LED-skärm med 90 lysdioder i den, med en 12 V-matning för att driva denna 90 LED-skärm.

För att optimalt matcha och konfigurera 90 LED med 12V strömförsörjning måste du ansluta lysdioderna i serie och parallellt på lämpligt sätt.

För denna beräkning behöver vi ta hänsyn till tre parametrar som är följande:

1. Totalt antal lysdioder vilket är 90 i vårt exempel
2. Framspänningen för lysdioderna, här anser vi att den är 3V för enkel beräkning, normalt skulle detta vara 3,3V
3. Matningsingången, som är 12V för det aktuella exemplet

Först och först måste vi överväga serieanslutningsparametern och kontrollera hur många lysdioder som kan rymmas inom den matade spänningen

Vi gör detta genom att dela matningsspänningen med 3 volt.

Svaret blir uppenbarligen = 4. Detta ger oss antalet lysdioder som kan rymmas inom 12V-matningen.

Men ovannämnda villkor kanske inte är tillrådligt eftersom det skulle begränsa den optimala ljusstyrkan till en strikt 12V-matning och om matningen reducerats till något lägre värde skulle orsaka lägre belysning på lysdioden.

För att säkerställa en lägre marginal på minst 2V skulle det därför vara tillrådligt att ta bort en LED-räkning från beräkningen och göra den 3.

Så 3 lysdioder i serie för en 12V-försörjning ser tillräckligt bra ut och detta skulle säkerställa att även om strömförsörjningen minskade till upp till 10V, skulle lysdioderna fortfarande kunna lysa ganska starkt.

Nu vill vi veta hur många sådana 3 LED-strängar som kan tillverkas av våra totalt 90 lysdioder i handen? Om vi ​​därför delar det totala antalet lysdioder (90) med 3 får vi ett svar som är lika med 30. Det betyder att du skulle behöva löda 30 antal LED-seriens strängar eller kedjor, varje sträng har 3 lysdioder i serien. Det är ganska lätt att gå, eller hur?

När du är klar med monteringen nämnde 30-talet LED-strängar, skulle du naturligtvis upptäcka att varje sträng har sina egna positiva och negativa fria ändar.

Anslut sedan det beräknade värdet på motstånden som diskuterats i föregående avsnitt till någon av de fria ändarna i varje serie, du kan ansluta motståndet i den positiva änden av strängen eller den negativa änden, positionen spelar ingen roll eftersom motstånd behöver bara vara i linje med serien, du kan till och med inkludera en del där mellan LED-serien. Med hjälp av örat hittar vi motståndet för varje LED-sträng att vara:

R = (matningsspänning VS - LED framspänning VF) / LED-ström

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

Låt oss anta att vi ansluter detta motstånd till var och en av de negativa ändarna av LED-strängar.

• Efter detta kan du börja sammanfoga de gemensamma positiva ändarna av lysdioderna och de negativa ändarna eller motståndsändarna i varje serie tillsammans.
• Anslut slutligen 12 volt till dessa vanliga ändar enligt rätt polaritet. Du kommer direkt att hitta hela designen lysa upp med en jämn intensitet.
• Du kan justera och ordna dessa LED-strängar enligt designen på skärmen.

Lysdioder med ett udda antal

En situation kan uppstå när din LED-display innehåller lysdioder i udda tal.

Antag till exempel att i ovanstående fall istället för 90 om skärmen skulle ha bestått 101 lysdioder, och sedan betrakta 12V som strömförsörjning blir det en ganska besvärlig uppgift att dela 101 med 3.

Så vi hittar det närmaste värdet som är direkt delbart med 3 vilket är 90. Att dela 99 med 3 ger oss 33. Därför skulle beräkningen för dessa 33 LED-strängar vara som förklarats ovan, men hur är det med de återstående två lysdioderna? Inga bekymmer, vi kan fortfarande skapa en sträng av dessa 2 lysdioder och placera den parallellt med de återstående 33 strängarna.

Men för att säkerställa att 2 LED-strängarna förbrukade enhetlig ström precis som de återstående 3 LED-strängarna, beräknar vi seriemotståndet därefter.

I formeln ändrar vi helt enkelt den totala framspänningen som visas nedan:

R = (matningsspänning VS - LED framspänning VF) / LED-ström

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

Detta ger oss motståndsvärdet specifikt för 2 LED-strängar.

Därför har vi 150 ohm för alla 3 LED-strängar och 300 ohm för 2 LED-strängar.

På detta sätt kan du justera LED-strängar med felaktigt antal LED genom att införa ett lämpligt kompenserande motstånd i serie med respektive LED-strängar.

Således löses problemet enkelt genom att ändra motståndsvärdet för de återstående mindre serierna.

Detta avslutar vår handledning om hur man ansluter lysdioder i serie och parallellt för ett visst antal lysdioder med en specifik matningsspänning. Om du har någon relaterad fråga, använd kommentarrutan för att få det löst.

Beräkning av lysdioder i serie parallellt i displaykortet

Hittills har vi lärt oss hur lysdioder kan anslutas eller beräknas i serie och parallellt.

I de följande styckena kommer vi att undersöka hur man designar en stor numerisk LED-skärm genom att ansluta lysdioder i serie och parallellt.

Som ett exempel bygger vi en sifferdisplay “8” med hjälp av lysdioder och ser hur den är ansluten.

Delar krävs

Du behöver följande handfull elektroniska komponenter för konstruktionen:
RÖD LED 5mm. = 56 nr.
RESISTOR = 180 OHMS ¼ WATT CFR,
ALLMÄNT MÅLSTYRELSE = 6 MED 4 TUM

Hur man beräknar och konstruerar LED-skärm?

Konstruktionen av denna nummervisningskrets är mycket enkel och görs på följande sätt:

Sätt i alla lysdioder i allmänna kortet följ riktningarna som visas i kretsschemat.

Inledningsvis löd endast en ledning av varje LED.

Efter att ha slutfört detta kommer du att upptäcka att lysdioderna inte är inriktade rakt och faktiskt är fasta på ett snett sätt.

Peka på lödkolvspetsen på den lödda LED-punkten och tryck samtidigt ned den speciella lysdioden så att basen skjuts platt på brädet. Gör detta för alla lysdioder för att göra dem justerade rakt.

Slutför nu lödningen av den andra olödda ledningen på var och en av lysdioderna. Klipp av ledningarna rent med en nyp. Enligt kretsschemat är positiva för alla LED-serier gemensamma.

Anslut 180 Ohms motstånd till de negativa öppna ändarna av varje serie. Återigen, samla alla de fria ändarna på motstånden.

Detta avslutar konstruktionen av LED-displaynummer “8”. För att testa det, anslut bara en 12 volt matning till den gemensamma lysdioden positiv och den gemensamma motståndet negativa.

Siffran '8' ska omedelbart tändas i form av en stor numerisk display och kan kännas igen även från långt avstånd.

Tips för kretsfunktion

För att tydligt förstå hur man designar en stor numerisk LED-skärm är det viktigt att känna till att kretsen fungerar i detaljer.

Om man tittar på kretsen kan man märka att hela skärmen har delats in i 7 LED-serie 'barer'.

Varje serie innehåller en grupp med fyra lysdioder. Om vi ​​delar ingången 12 volt med 4 kommer vi att upptäcka att varje lysdiod får tillräckligt med 3 volt för att få dem att lysa starkt.

Motstånden ser till att strömmen till lysdioderna är begränsad så att de kan hålla länge.

Nu genom att bara gå med i dessa serielampor parallellt kan vi anpassa dem till olika former för att producera ett stort antal olika alfanumeriska skärmar.

Läsarna måste nu lätt ha förstått hur man beräknar LED i olika lägen.

Det handlar bara om att ansluta lysdioder först i serie, sedan ansluta dessa i parallella anslutningar och applicera en spänning på deras vanliga positiva och negativa.