การเลือกตัวต้านทานสำหรับ LED

นี่ไม่ได้ถามสมการเพื่อกำหนดตัวต้านทานที่จำเป็นสำหรับ LED แต่ยิ่งถามวิธีปฏิบัติทั่วไปในการเลือก

ฉันเคยเห็นหลายวงจรที่ใช้ค่าตัวต้านทานสูงกว่าสิ่งที่ฉันคิดว่าจำเป็น ตัวอย่างเช่นฉันได้เห็นการออกแบบที่ใช้ตัวต้านทานสำหรับ LED สีแดงที่มีแรงดันไปข้างหน้าและกระแสไปข้างหน้าบนวงจรที่มีแหล่งจ่ายโดยการคำนวณของฉันนั้นสูงเป็นสองเท่าเท่าที่จำเป็น ( )$330\Omega$$2V$$20mA$$5V$$150\Omega$

ฉันได้อ่านอย่างอื่นแล้วว่าตัวต้านทานนี้เป็นตัวเลือก 'เล่นอย่างปลอดภัย' โดยที่พวกเขาใช้มันได้ทุกที่และมั่นใจได้ว่าพวกเขาจะไม่ระเบิดไฟ LED แต่มีเหตุผลอื่นอีกไหมที่อยู่เบื้องหลัง นอกเหนือจากการลดความสว่างของ LED ลงครึ่งหนึ่ง

บางทีนี่อาจยืดอายุของ LED? ในวงจรของฉันฉันได้เลือกค่าตัวต้านทานที่ถูกต้องตามทฤษฎีสำหรับ LED แต่ละตัว แต่ต้องการทราบว่ามีกฎที่ใช้งานได้จริงหรือไม่ฉันขาดหายไปเนื่องจากค่าตัวต้านทานมีขนาดค่อนข้างเล็กในบางครั้ง

ในขณะที่คำตอบของ @Passerby และ @MichaelKaras ครอบคลุมมาก แต่ก็มีอีกหนึ่งสิ่งที่จะเพิ่ม:

1. มนุษย์รับรู้ความเข้มของแสงแบบไม่เชิงเส้น: ที่ความเข้มต่ำมากเรามีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความสว่างเพียงเล็กน้อย ในทางตรงกันข้ามเมื่อความเข้มสูงขึ้นดวงตามนุษย์ที่ไม่มีใครช่วยเหลือก็ไม่สามารถมองเห็นความแตกต่างของความเข้มได้

   กราฟที่น่าสนใจนี้แสดงให้เห็นอย่างยอดเยี่ยม: _{^{(ที่มา )}}

   โดยเฉพาะอย่างยิ่งความสามารถในการเปลี่ยนแปลงรับรู้ในความรุนแรงสูงมากเมื่อส่วนใหญ่ของวิสัยทัศน์คือส่วนที่เป็นแท่งของตา (คนวิสัยทัศน์ภาวะมืด ) และลดลงต่ำมากเมื่อกรวยกำลังทำการตรวจจับ ( วิสัยทัศน์ photopic ) คือที่ความสว่างสูงกว่าเล็กน้อย .

2. สำคัญน้อยกว่า แต่ควรรู้ : ไฟ LED ส่องสว่างค่อนข้างไม่เป็นเชิงเส้นเมื่อเทียบกับกระแสไฟฟ้าโดยกราฟจะลดลงเป็นเส้นตรงเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น นี่คือสีแดงที่เห็นได้ชัดเจนที่สุด

   _{^{(ที่มา )}}

ดังนั้นเรื่องสั้นสั้น:

สายตาของมนุษย์ไม่สามารถสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงความเข้มขนาดใหญ่ที่ระดับแสงสูงกว่าที่ LED สร้างกระแสสูงขึ้น การใช้กระแสไฟครึ่งหนึ่งหรือน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของกระแสไฟปกติ (20 mA โดยทั่วไปสำหรับไฟ LED แสดงสถานะ, 50mA หรือมากกว่าใน LED พลังงานสูง) จึงทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบเพื่อการบ่งชี้ส่วนใหญ่

ในการออกแบบของฉัน5 mAเป็นกระแสไฟที่ฉันต้องการสำหรับ LED แสดงสถานะทั้งหมด: ลองใช้งานได้ดี!

เอกสารข้อมูล LED เช่นเดียวกับเอกสารข้อมูลส่วนใหญ่อ้างอิงจากค่าเฉลี่ยและเป้าหมายเป้าหมาย ส่วนใหญ่ชีวิตนำที่ระบุไว้คือชั่วโมงที่ x ปัจจุบันแรงดัน y, อุณหภูมิ z สำหรับไฟ LED ส่วนใหญ่ "ปกติ" นั่นคือ 20mA ปัจจุบันไปข้างหน้า ขับให้หนักขึ้นมันสว่างขึ้น แต่ชีวิตก็สั้นลง ขับมันนุ่มลงมันหรี่ลงและชีวิตควรจะยาวนานขึ้น

นอกเหนือจากการอนุญาตให้ LED ใช้งานได้นานขึ้นแล้วยังมีอีก 2 เหตุผลที่คุณอาจต้องการขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่า ก่อนอื่นเพราะคุณประหยัดพลังงาน หากคุณใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ทุก mA จะนับ ขับนำที่กระแสต่ำกว่าประหยัดพลังงานคุณสามารถขับได้อีกต่อไป เหตุผลที่สองคือคุณไม่ต้องการความสว่างเต็มที่ บางครั้งความแตกต่างระหว่าง 18mA และ 20mA ไม่สามารถมองเห็นได้เว้นแต่คุณจะใส่สองด้านเพื่อเปรียบเทียบ บางครั้งขึ้นอยู่กับแสงโดยรอบระยะทางชนิดของไฟ LED และวัตถุประสงค์คุณอาจมีไฟ LED ที่ทำงานที่ 4mA และก็ดีพอ ฉันไม่สามารถบอกคุณได้ว่ามีสิ่งใดบ้างที่ฉันมีเมื่อมีไฟ LED สว่างมากเกินไปซึ่งฉันต้องใส่เทปหรือดัดแปลงเพื่อลดความสว่าง (เกมบอยต้นฉบับสำหรับหนึ่งอันแสนวิเศษ)

มีอีกหนึ่งข้อกังวลเกี่ยวกับการเลือกตัวต้านทาน และนั่นคือค่ามาตรฐาน คุณอาจไม่มีตัวต้านทานที่มีค่าตรงตามที่(V - VF) / Iแนะนำ ดังนั้นคุณจะเลือกอันที่ใหญ่กว่าถัดไป

การลดกระแสใน LED จะลดความเครียดบนไดโอดและจะยืดอายุของมัน การรันไฟ LED ที่ระดับสูงสุดในปัจจุบันนั้นโอเคถ้าคุณแน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้นั้นถูกควบคุมอย่างดี แต่โปรดพิจารณาว่าหลาย ๆ ครั้งกระแสไฟที่ถูกจัดอันดับผ่าน LED อาจทำให้แสงเปล่งแสงมากกว่าที่จำเป็นสำหรับบางแอปพลิเคชัน

นักออกแบบจะ จำกัด กระแสผ่าน LED ด้วยเหตุผลอื่นเช่น:

1) การดำเนินงานปัจจุบันที่ต่ำกว่าสามารถยืดอายุแบตเตอรี่สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้แบตเตอรี่

2) ไฟ LED บางดวงจะมีการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน ข้อ จำกัด ปัจจุบันอาจใช้ในกรณีเหล่านี้เพื่อปรับความบริสุทธิ์ของสี

3) เมื่อใช้อาร์เรย์ LED บนแผงอาจมีความแตกต่างของความสว่างที่ชัดเจนระหว่างไฟ LED ต่างๆที่มีขนาดสีและหมายเลขชิ้นส่วนที่แตกต่างกัน การลดกระแสใน LED ต่างๆบนแผงเป็นรูปแบบทั่วไปที่ใช้เพื่อทำให้ดูมีความสว่างใกล้เคียงกัน

ใช้โพเทนชิออมิเตอร์และเมื่อ LED ที่ความสว่างสูงสุดวัดค่าโอห์ม ใช้ตัวต้านทานภายใน 50 หรือมากกว่าโอห์ม สำหรับเก้าถึง 12 โวลต์ฉันใช้ 330 โอห์มหรือ 470