วิธีการคำนวณและเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมและแบบขนาน

ในบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้วิธีการคำนวณ LED แบบอนุกรมและแบบขนานโดยใช้สูตรง่ายๆและกำหนดค่าจอแสดงผล LED ในแบบของคุณเองตอนนี้คุณไม่ต้องสงสัยว่าจะเดินสายไฟ LED ได้อย่างไร? แต่ทำได้จริงทราบรายละเอียดที่นี่

ไฟเหล่านี้ไม่เพียง แต่เป็นที่รู้จักสำหรับเอฟเฟกต์สีที่แพรวพราวเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะความทนทานและใช้พลังงานน้อยที่สุด

นอกจากนี้ LED ยังสามารถต่อสายเป็นกลุ่มเพื่อสร้างจอแสดงผลตัวเลขและตัวอักษรขนาดใหญ่ซึ่งอาจใช้เป็นตัวบ่งชี้หรือโฆษณา

ผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกอิเล็กทรอนิกส์และผู้ที่ชื่นชอบอิเล็กทรอนิกส์มักจะสับสนและสงสัยว่าจะคำนวณ LED และตัวต้านทานในวงจรอย่างไรเนื่องจากพวกเขาพบว่าการปรับแรงดันและกระแสไฟฟ้าให้เหมาะสมผ่านกลุ่ม LED นั้นเป็นเรื่องยากซึ่งจำเป็นในการรักษาความสว่างที่เหมาะสม

ทำไมเราต้องคำนวณ LED

การออกแบบจอแสดงผล LED อาจเป็นเรื่องสนุก แต่บ่อยครั้งที่เราคิดว่าจะวางสายไฟ LED ได้อย่างไร? เรียนรู้เกี่ยวกับสูตรว่าการออกแบบจอ LED ของคุณเองนั้นง่ายเพียงใด

เรารู้อยู่แล้วว่า LED ต้องการแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า (FV) เพื่อให้สว่างขึ้น ตัวอย่างเช่น LED สีแดงจะต้องมี FV 1.2 V ไฟ LED สีเขียวจะต้องใช้ 1.6 V และสำหรับ LED สีเหลืองจะอยู่ที่ประมาณ 2 V

ไฟ LED ที่ทันสมัยทั้งหมดระบุด้วยแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าประมาณ 3.3V โดยไม่คำนึงถึงสี

แต่เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดให้กับ LED ส่วนใหญ่จะสูงกว่าค่าแรงดันไปข้างหน้าการเพิ่มตัวต้านทานลิมิเออร์ปัจจุบันกับ LED จึงมีความจำเป็น

ดังนั้นเรามาเรียนรู้วิธีคำนวณตัวต้านทานลิมิตเตอร์ปัจจุบันสำหรับ LED ที่เลือกหรือชุดของ LED

การคำนวณตัวต้านทาน Limiter ปัจจุบัน

ค่าของตัวต้านทานนี้สามารถคำนวณได้จากสูตรที่กำหนดด้านล่าง:

R = (แรงดันไฟฟ้า VS - LED แรงดันไปข้างหน้า VF) / กระแสไฟ LED I

ที่นี่ R คือตัวต้านทานที่เป็นปัญหาในโอห์ม

Vs คืออินพุตโวลต์เก้ที่จ่ายให้กับ LED

VF คือ LED ไปข้างหน้าซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่ LED ต้องการสำหรับการส่องสว่างด้วยความสว่างที่เหมาะสมที่สุด

เมื่อมีปัญหาเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมคุณจะต้องเปลี่ยน 'แรงดันไปข้างหน้า LED' ด้วย 'แรงดันไปข้างหน้าทั้งหมด' ในสูตรโดยการคูณ FV ของ LED แต่ละตัวด้วยจำนวน LED ทั้งหมดในชุด สมมติว่ามี LED 3 ดวงในชุดค่านี้จะกลายเป็น 3 x 3.3 = 9.9

LED Current หรือ I หมายถึงพิกัดกระแสของ LED อาจอยู่ที่ใดก็ได้ตั้งแต่ 20 mA ถึง 350 mA ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของ LED ที่เลือก ต้องแปลงเป็นแอมป์ในสูตรดังนั้น 20 mA จึงกลายเป็น 0.02 A, 350 mA กลายเป็น 0.35 A เป็นต้น

วิธีเชื่อมต่อ LEDs?

เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ลองอ่านการสนทนาต่อไปนี้:

สมมติว่าคุณต้องการออกแบบจอแสดงผล LED ที่มี LED 90 ดวงพร้อมแหล่งจ่ายไฟ 12V เพื่อจ่ายไฟให้กับจอแสดงผล LED 90 ดวงนี้

ในการจับคู่และกำหนดค่า LED 90 กับแหล่งจ่ายไฟ 12V อย่างเหมาะสมที่สุดคุณจะต้องเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมและขนานอย่างเหมาะสม

สำหรับการคำนวณนี้เราจะต้องพิจารณาพารามิเตอร์ 3 ตัวซึ่งมีดังนี้:

1. จำนวน LED ทั้งหมดซึ่งเท่ากับ 90 ในตัวอย่างของเรา
2. แรงดันไปข้างหน้าของ LED ที่นี่เราถือว่าเป็น 3V เพื่อประโยชน์ในการคำนวณที่ง่ายโดยปกติจะเป็น 3.3V
3. อินพุตแหล่งจ่ายซึ่งเป็น 12V สำหรับตัวอย่างปัจจุบัน

อันดับแรกและ formost เราต้องพิจารณาพารามิเตอร์การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและตรวจสอบจำนวน LED ที่สามารถรองรับได้ภายในแรงดันไฟฟ้าที่ให้

เราทำได้โดยหารแรงดันไฟฟ้า 3 โวลต์

คำตอบจะชัดเจน = 4 สิ่งนี้ทำให้เรามีจำนวน LED ที่สามารถรองรับได้ภายในแหล่งจ่ายไฟ 12V

อย่างไรก็ตามอาจไม่แนะนำให้ใช้เงื่อนไขข้างต้นเนื่องจากจะ จำกัด ความสว่างที่เหมาะสมให้กับแหล่งจ่ายไฟ 12V ที่เข้มงวดและในกรณีที่แหล่งจ่ายไฟลดลงเหลือค่าที่ต่ำกว่าจะทำให้ไฟ LED มีความสว่างน้อยลง

ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่าขอบที่ต่ำกว่าอย่างน้อย 2V ขอแนะนำให้ลบ LED หนึ่งตัวออกจากการคำนวณและทำให้เป็น 3

ดังนั้นไฟ LED 3 ดวงในซีรีย์สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 12V จึงดูดีเพียงพอและสิ่งนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้ว่าแหล่งจ่ายไฟจะลดลงเหลือไม่เกิน 10V แต่ไฟ LED ก็ยังคงสามารถส่องสว่างได้ค่อนข้างสว่าง

ตอนนี้เราอยากทราบว่าสามารถสร้างสาย LED 3 เส้นจาก LED ทั้งหมด 90 ดวงในมือได้กี่ดวง? ดังนั้นการหารจำนวน LED ทั้งหมด (90) ด้วย 3 เราจะได้คำตอบที่เท่ากับ 30 หมายความว่าคุณจะต้องบัดกรีสตริงหรือโซ่ชุด LED 30 หมายเลขโดยแต่ละสตริงจะมี LED 3 ดวงในชุด นั่นเป็นเรื่องง่ายมากใช่ไหม

เมื่อคุณเสร็จสิ้นการประกอบสาย LED 30nos ที่กล่าวถึงแล้วคุณจะพบว่าแต่ละสตริงมีปลายด้านบวกและด้านลบของตัวเอง

จากนั้นเชื่อมต่อค่าที่คำนวณได้ของตัวต้านทานตามที่กล่าวไว้ในส่วนก่อนหน้ากับปลายด้านใดด้านหนึ่งของแต่ละชุดคุณสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานที่ปลายด้านบวกของสตริงหรือปลายด้านลบตำแหน่งไม่สำคัญเพราะ ตัวต้านทานจะต้องสอดคล้องกับซีรีส์คุณอาจรวมบางส่วนไว้ระหว่างชุด LED ด้วยการใช้หูฟังเราจะพบว่าตัวต้านทานสำหรับสาย LED แต่ละเส้นเป็น:

R = (แรงดันไฟฟ้า VS - LED แรงดันไปข้างหน้า VF) / กระแส LED

= 12 - (3 x 3) / 0.02 = 150 โอห์ม

สมมติว่าเราเชื่อมต่อตัวต้านทานนี้กับปลายด้านลบของสาย LED แต่ละอัน

• หลังจากนี้คุณสามารถเริ่มรวมปลายขั้วบวกทั่วไปของ LED เข้าด้วยกันและปลายขั้วลบหรือปลายตัวต้านทานของแต่ละชุดเข้าด้วยกัน
• สุดท้ายใช้แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์กับปลายทั่วไปเหล่านี้ตามขั้วที่ถูกต้อง คุณจะพบว่าการออกแบบทั้งหมดเปล่งประกายสว่างไสวด้วยความเข้มสม่ำเสมอ
• คุณสามารถจัดแนวและจัดระเบียบสาย LED เหล่านี้ได้ตามการออกแบบของจอแสดงผล

ไฟ LED ที่มีจำนวนคี่

สถานการณ์อาจเกิดขึ้นเมื่อจอแสดงผล LED ของคุณมี LED เป็นตัวเลขคี่

ตัวอย่างเช่นสมมติว่าในกรณีข้างต้นแทนที่จะเป็น 90 หากจอแสดงผลมีไฟ LED 101 ดวงจากนั้นพิจารณา 12V เป็นแหล่งจ่ายมันจะกลายเป็นงานที่ค่อนข้างอึดอัดในการหาร 101 ด้วย 3

เราจึงหาค่าที่ใกล้ที่สุดซึ่งหารด้วย 3 ได้โดยตรงซึ่งก็คือ 90 การหาร 99 ด้วย 3 ทำให้เราได้ 33 ดังนั้นการคำนวณสำหรับ LED 33 สายนี้จะเป็นไปตามที่อธิบายไว้ข้างต้น แต่ LED ที่เหลืออีกสองดวงล่ะ? ไม่ต้องกังวลเรายังคงสามารถสร้างสตริงของ LED 2 ดวงนี้และวางคู่ขนานกับอีก 33 สายที่เหลือได้

อย่างไรก็ตามเพื่อให้แน่ใจว่าสาย LED 2 เส้นใช้กระแสไฟฟ้าสม่ำเสมอเช่นเดียวกับสาย LED ที่เหลืออีก 3 สายเราจะคำนวณตัวต้านทานแบบอนุกรมตามนั้น

ในสูตรเราเพียงแค่เปลี่ยนแรงดันไปข้างหน้าทั้งหมดดังแสดงด้านล่าง:

R = (แรงดันไฟฟ้า VS - LED แรงดันไปข้างหน้า VF) / กระแส LED

= 12 - (2 x 3) / 0.02 = 300 โอห์ม

สิ่งนี้ทำให้เราได้ค่าตัวต้านทานเฉพาะสำหรับสาย LED 2 เส้น

ดังนั้นเราจึงมี 150 โอห์มสำหรับสาย LED ทั้ง 3 สายและ 300 โอห์มสำหรับสาย LED 2 เส้น

ในลักษณะนี้คุณสามารถปรับสาย LED ที่มีจำนวน LED ที่ไม่ตรงกันได้โดยการแนะนำตัวต้านทานชดเชยที่เหมาะสมในอนุกรมกับสาย LED ตามลำดับ

ดังนั้นปัญหาจึงแก้ไขได้อย่างง่ายดายโดยการเปลี่ยนค่าตัวต้านทานสำหรับซีรีส์ขนาดเล็กที่เหลืออยู่

นี่เป็นการสรุปบทช่วยสอนของเราเกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อ LED แบบอนุกรมและแบบขนานสำหรับ LED จำนวนเท่าใดก็ได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ระบุหากคุณมีข้อสงสัยใด ๆ ที่เกี่ยวข้องโปรดใช้ช่องแสดงความคิดเห็นเพื่อแก้ไข

การคำนวณ LED ในอนุกรมขนานในบอร์ดแสดงผล

จนถึงตอนนี้เราได้เรียนรู้ว่า LED สามารถเชื่อมต่อหรือคำนวณแบบอนุกรมและแบบขนานได้อย่างไร

ในย่อหน้าต่อไปนี้เราจะตรวจสอบวิธีการออกแบบจอแสดงผล LED ที่เป็นตัวเลขขนาดใหญ่โดยการรวม LED เป็นชุดและขนานกัน

ตัวอย่างเช่นเราจะสร้างจอแสดงผลตัวเลข“ 8” โดยใช้ LED และดูว่ามีการต่อสายอย่างไร

อะไหล่ที่จำเป็น

คุณจะต้องมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนหนึ่งต่อไปนี้สำหรับการก่อสร้าง:
ไฟ LED สีแดง 5 มม. = 56 เลขที่
ตัวต้านทาน = 180 โอห์ม¼วัตต์ CFR
คณะกรรมการวัตถุประสงค์ทั่วไป = 6 คูณ 4 นิ้ว

วิธีการคำนวณและสร้างจอแสดงผล LED?

การสร้างวงจรแสดงตัวเลขนี้ทำได้ง่ายมากและทำได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

ใส่ LED ทั้งหมดในบอร์ดเอนกประสงค์ตามแนวที่แสดงในแผนภาพวงจร

ในขั้นต้นบัดกรีตะกั่วเพียงตัวเดียวของ LED แต่ละตัว

หลังจากทำเสร็จแล้วคุณจะพบว่าไฟ LED ไม่ได้อยู่ในแนวตรงและได้รับการแก้ไขในลักษณะที่คดเคี้ยว

แตะปลายหัวแร้งบนจุด LED ที่บัดกรีแล้วดัน LED ที่เฉพาะเจาะจงลงพร้อมกันเพื่อให้ฐานของมันถูกดันให้ราบกับบอร์ด ทำเช่นนี้กับ LED ทั้งหมดเพื่อให้อยู่ในแนวตรง

ตอนนี้เสร็จสิ้นการบัดกรีตะกั่วอื่น ๆ ที่ไม่ได้ขายของ LED แต่ละดวง ตัดลีดให้สะอาดด้วยก้าม ตามแผนภาพวงจรจะพบข้อบวกของชุด LED ทั้งหมด

เชื่อมต่อตัวต้านทาน 180 โอห์มกับปลายเปิดด้านลบของแต่ละซีรี่ส์ อีกครั้งให้หาปลายฟรีทั้งหมดของตัวต้านทาน

นี่เป็นการสิ้นสุดการสร้างจอแสดงผล LED หมายเลข“ 8” ในการทดสอบเพียงแค่เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์กับ LED ทั่วไปบวกและตัวต้านทานลบทั่วไป

ตัวเลข“ 8” ควรจะสว่างขึ้นทันทีในรูปแบบของการแสดงตัวเลขขนาดใหญ่และสามารถรับรู้ได้แม้จากระยะไกล

คำแนะนำการทำงานของวงจร

เพื่อให้เข้าใจอย่างชัดเจนถึงวิธีการออกแบบจอแสดงผลแบบตัวเลขขนาดใหญ่สิ่งสำคัญคือต้องทราบรายละเอียดการทำงานของวงจร

เมื่อมองไปที่วงจรอาจสังเกตได้ว่าจอแสดงผลทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นชุด LED 'บาร์' 7 ชุด

แต่ละชุดประกอบด้วยกลุ่ม LED 4 ดวง ถ้าเราแบ่งอินพุต 12 โวลต์ด้วย 4 เราจะพบว่า LED แต่ละดวงได้รับ 3 โวลต์เพียงพอที่จะทำให้มันสว่างไสว

ตัวต้านทานตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าไปยัง LED มี จำกัด เพื่อให้มีอายุการใช้งานยาวนาน

ตอนนี้เพียงแค่รวมชุด LED เหล่านี้แบบขนานเราสามารถจัดเรียงให้เป็นรูปทรงต่างๆเพื่อสร้างจอแสดงผลตัวอักษรและตัวเลขที่แตกต่างกันมากมาย

ผู้อ่านต้องเข้าใจวิธีการคำนวณ LED ในโหมดต่างๆได้อย่างง่ายดาย

มันเป็นเพียงเรื่องของการเชื่อมต่อ LEDs เป็นลำดับแรกจากนั้นเชื่อมต่อสิ่งเหล่านี้ในการเชื่อมต่อแบบขนานและใช้แรงดันไฟฟ้ากับขั้วบวกและเชิงลบทั่วไป