Bedrading van LED's correct serie versus parallelle verbinding - Ajarnpa

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

In deze instructable hebben we het over LED - Light Emitting Diodes en hoe we ze kunnen aansluiten als we meerdere eenheden hebben. Dit is een les waarvan ik wou dat ik het vanaf het begin wist, want toen ik begon te sleutelen aan elektronische circuits, bouwde ik een paar projecten met LED's die, laten we zeggen, beter hadden kunnen worden gemaakt als ik wist wat ik in deze instructable ga presenteren.

Stap 1: Bekijk de video

De video beschrijft de verschillende verbindingsmethoden met hun voor- en nadelen, dingen die ik heb geleerd terwijl ik mijn eigen fouten maakte. Het bevat schematische voorbeelden en alles wordt uitgelegd met eenvoudige woorden zodat iedereen het kan begrijpen. Het zijn subtiele dingen die aanwezig zijn in de video die we omwille van de eenvoud uit deze instructable zijn weggelaten.

Stap 2: Bestel de benodigde onderdelen

Als je van plan bent projecten met LED's te bouwen, heb je misschien wat LED's nodig:-) Misschien heb je er al een paar, maar als je er nog meer nodig hebt, kun je een behoorlijk goede deal krijgen door assortimentskits te bestellen op ebay of aliexpress. Deze assortimentskits kunnen in verschillende maten en vormen komen, je kunt ze vinden met SMD-LED's of Through Hole-LED's, maar één ding is zeker, ze zullen verschillende gekleurde LED's bevatten, soms zelfs in verschillende maten.

Ik heb een assortiment SMD-LED's in twee maten 0603, 0805 en vijf kleuren: rood, groen, blauw, geel, wit omdat dit de maten en kleuren zijn die ik vaak gebruik in mijn projecten. Ik heb nog een assortimentsset voor LED's met doorlopende gaten in de maten 3 mm en 5 mm, ook in vijf kleuren: rood, groen, blauw, geel, wit.

Hier zijn enkele links naar waar u deze assortimentskits kunt vinden:

• Amazon: SMD LED-kit, doorlopende LED-kit.
• Aliexpress: SMD LED-kit, LED-kit met doorgaand gat.
• Ebay: SMD LED-kit, doorlopende LED-kit.

Terwijl u de LED's bestelt, bent u misschien ook geïnteresseerd in een aantal gereedschappen zoals een soldeerbout of een schroevendraaierset. Ik heb de TS100-soldeerbout en de Xiaomi Wiha-schroevendraaierset ten zeerste aanbevolen. Deze twee artikelen hebben een uitstekende prijs/kwaliteitsverhouding:

• Bangood: TS100 soldeerbout
• Banggood: Xiaomi Wiha-schroevendraaierset
• Aliexpress: TS100 Soldeerbout
• Aliexpress: Xiaomi Wiha-schroevendraaierset

Stap 3: Voorwaartse spanning en voorwaartse stroom

Laten we beginnen met te praten over voorwaartse spanning en voorwaartse stroom, dit zijn twee basisparameters die u moet weten. Een LED is dus een diode die onder bepaalde omstandigheden licht uitstraalt. Het zal een voorwaartse spanning hebben, het niveau waarop de diode begint te geleiden. Laten we bijvoorbeeld een groene LED nemen die typisch een voorwaartse spanning heeft van ongeveer 1,9 V. De LED gaat geleiden wanneer de spanning over de anode en kathode minimaal 1,9 V is. Dus als je een 1,5V spanningsbron op deze LED aansluit zal deze niet geleiden, hij gaat niet aan. Als u bijvoorbeeld 3V toepast zal deze gaan geleiden, de LED gaat branden.

Zodra het begint te geleiden, laat de LED de stroom passeren, maar als er niets is om de stroom te beperken, zal deze blijven toenemen, boven de nominale voorwaartse stroom, zal de kruising in de LED in feite smelten, waardoor de LED wordt beschadigd. Daarom hebben we een parameter met de naam voorwaartse stroom. De fabrikant van de LED zal het onderdeel karakteriseren en deze voorwaartse stroom vermelden waarbij het veilig is om de LED te laten werken zonder deze te vernietigen. Een typische waarde voor LED-voorwaartse stroom kan 20mA zijn. Soms, als u extra voorzichtig wilt zijn, kunt u het circuit ontwerpen met een veilige marge. Het is een goede gewoonte om een marge van 25% te laten en onder de volledige nominale stroom te gaan als de toepassing dit toelaat. Vooral voor een kleine indicatie-LED hoeft u niet de volledige nominale stroom te gebruiken.

Stap 4: De stroom beperken met een weerstand

Dus om de stroom te beperken en te voorkomen dat we over de gespecificeerde voorwaartse stroom gaan, kunnen we een weerstand in ons circuit toevoegen. Om de weerstand te berekenen, moeten we de twee eerder genoemde parameters gebruiken: voorwaartse spanning en voorwaartse stroom, evenals de voedingsspanning voor ons circuit.

We weten dat de LED 1,9 V zal laten vallen, terwijl de weerstand de resterende 1,1 V zal moeten verlagen tot onze voedingsspanning. Als we weten dat de voorwaartse stroom van de LED 20 mA is, kunnen we de waarde van de weerstand berekenen met behulp van de wet van ohm. R = U / I en in ons geval is U 1,1 V gedeeld door 20 mA, resulterend in 55 ohm.

Stap 5: LED's parallel aansluiten

Zoals je kunt zien, is het vrij eenvoudig om de stroom te beperken en een enkele LED aan te sturen, maar wat gebeurt er als we meer LED's nodig hebben?

We zouden ze parallel kunnen schakelen en dezelfde weerstand kunnen gebruiken om de stroom te beperken, maar we lopen tegen een aantal problemen aan. Ten eerste, vanwege variaties in het productieproces, heeft elke LED een iets andere voorwaartse spanning, dit betekent dat hij een iets andere stroom trekt, wat kan resulteren in ongelijkmatige verlichting of zelfs uitval van de LED als deze over de gespecificeerde stroom wordt aangedreven.

In moderne toepassingen, zoals bijvoorbeeld display-achtergrondverlichting, is het erg belangrijk om een gelijkmatige verlichting over alle LED's te hebben. Het is dus beter om LED's niet parallel aan te sluiten.

Stap 6: LED's in serie aansluiten

De beste manier om meerdere LED's aan te sluiten om dezelfde stroom te hebben die elke LED aanstuurt, is in serie. Je zou de 5 LED's die we eerder in serie hadden, aansluiten en ze aansturen met een constante spanningsbron, hetzelfde als voordat je de stroom begrensde met een weerstand. En je zou denken dat het probleem is opgelost, maar het probleem is slechts gedeeltelijk opgelost vanwege een andere eigenschap van diodes die ook van toepassing is op LED's.

De voorwaartse spanning zal afnemen met een toename van de temperatuur. Als de voorwaartse spanning daalt, zal de voorwaartse stroom toenemen, waardoor de LED nog meer wordt verwarmd. En er is nog een eigenschap waarvan we ons bewust moeten zijn van de exponentiële curve tussen voorwaartse spanning en voorwaartse stroom. Dit vertelt ons dat met een kleine verandering in voorwaartse spanning we een grote verandering in voorwaartse stroom krijgen en dit zou mogelijk kunnen leiden tot LED-storingen als gevolg van thermische runaway.

Dus de manier waarop we dit probleem oplossen, is door een constante stroombron te gebruiken. Tegenwoordig zijn er veel geïntegreerde schakelingen die speciaal zijn ontworpen voor het aansturen van LED's met een constante stroom omdat de voordelen duidelijk zijn. Je zou kunnen stellen dat als je LED's in serie hebt, als een van hen uitvalt, de hele string inactief zal zijn en dat is waar vanuit een elektrisch punt, maar in de praktijk zijn LED's zo betrouwbaar geworden dat als het circuit goed is ontworpen, er zeer kleine kans dat een LED uitvalt over de opgegeven levensduur

Dus dat was alles, ik hoop dat deze instructable nuttig was, zo ja, laat dan een reactie achter of druk op de like- of dislike-knop om me feedback te sturen.