محاسبه مقاومت LED
محاسبه‌ی مقاومت مناسب LED برای ۵، ۹ و ۱۲ ولت در اتصال تکی، سری و موازی، همراه با توان مقاومت و کد رنگی.
دربارهٔ این ابزار
محاسبه مقاومت LED برای اتصال تکی، سری و موازی
اگر LED را مستقیم به باتری یا منبع تغذیه وصل کنید، جریان زیادی از آن عبور می‌کند و در چند ثانیه می‌سوزد. برای محدود کردن جریان، باید یک مقاومت با مقدار مناسب سر راه آن قرار دهید. با ابزار محاسبه مقاومت LED تولتولیا کافی است ولتاژ منبع، رنگ یا ولتاژ LED، جریان و نحوه‌ی اتصال را وارد کنید تا مقدار دقیق مقاومت، نزدیک‌ترین مقدار استاندارد موجود در بازار، توان لازم برای مقاومت و نوارهای رنگی آن را ببینید.
ویژگی‌های ابزار
- ولتاژهای آماده برای LEDهای قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، سفید و فرابنفش، یا ولتاژ دلخواه از روی دیتاشیت.
- چهار حالت اتصال: یک LED، سری، موازی و ترکیب سری-موازی.
- نزدیک‌ترین مقدار استاندارد مقاومت از سری E12.
- توان مقاومت برای انتخاب مقاومت ۱/۴، ۱/۲ یا ۱ وات.
- کد رنگی مقاومت.
- رایگان و بدون ثبت‌نام.
آموزش استفاده
- ولتاژ منبع تغذیه را وارد کنید؛ مثلاً ۵ ولت برای آردوینو و USB یا ۱۲ ولت برای آداپتور و باتری خودرو.
- رنگ LED را انتخاب کنید یا ولتاژ کاری آن را از دیتاشیت وارد کنید.
- جریان LED را وارد کنید؛ برای LEDهای معمولی ۵ میلی‌متری، ۲۰ میلی‌آمپر.
- تعداد LEDها و نحوه‌ی اتصال آن‌ها را انتخاب کنید.
- روی «محاسبه» بزنید و مقدار مقاومت، توان و کد رنگی را ببینید.
فرمول محاسبه مقاومت LED
R = (Vs − Vf × n) ÷ I
- Vs: ولتاژ منبع تغذیه
- Vf: ولتاژ کاری هر LED
- n: تعداد LEDهای سری در هر رشته
- I: جریان LED به آمپر (۲۰ میلی‌آمپر = ۰٫۰۲ آمپر)
توان مقاومت هم از رابطه‌ی P = (Vs − Vf × n) × I به دست می‌آید. بهتر است مقاومتی انتخاب کنید که توان نامی آن دست‌کم دو برابر این عدد باشد.
مثال‌های رایج
مدارمحاسبهمقاومتکد رنگییک LED قرمز (۲ ولت، ۲۰ میلی‌آمپر) روی ۵ ولت آردوینو(5 − 2) ÷ 0.02۱۵۰ اهمقهوه‌ای، سبز، قهوه‌ایسه LED سفید سری (۳٫۲ ولت) روی ۱۲ ولت(12 − 9.6) ÷ 0.02۱۲۰ اهمقهوه‌ای، قرمز، قهوه‌ای
در هر دو مثال، توان مصرفی مقاومت کمتر از ۰٫۱ وات است و یک مقاومت معمولی ۱/۴ وات کافی است.
ولتاژ کاری LEDها بر اساس رنگ
رنگ LEDولتاژ کاری تقریبیقرمز۱٫۸ تا ۲٫۲ ولتنارنجی و زردحدود ۲ تا ۲٫۲ ولتسبز (معمولی قدیمی)حدود ۲٫۲ ولتسبز پرنور، آبی و سفید۳ تا ۳٫۳ ولتفرابنفشحدود ۳٫۳ تا ۳٫۶ ولت
این اعداد تقریبی هستند؛ برای دقت بیشتر، ولتاژ کاری را از دیتاشیت LED بخوانید.
اتصال سری یا موازی LEDها
- سری: چند LED پشت سر هم با یک مقاومت. جمع ولتاژ LEDها باید کمتر از ولتاژ منبع باشد؛ برای مثال، روی ۱۲ ولت حداکثر حدود سه LED سفید.
- موازی: برای هر LED یک مقاومت جداگانه بگذارید. استفاده از یک مقاومت مشترک برای چند LED موازی توصیه نمی‌شود، چون ولتاژ LEDها کمی با هم فرق دارد و جریان بین آن‌ها یکسان تقسیم نمی‌شود.
- سری-موازی: چند رشته‌ی سری که هر کدام مقاومت خودش را دارد و رشته‌ها با هم موازی هستند؛ مناسب برای تعداد زیاد LED روی ۱۲ ولت.
کاربردهای ابزار
- پروژه‌های آردوینو و رزبری‌پای: LED وضعیت روی پایه‌های ۵ یا ۳٫۳ ولت.
- خودرو و موتورسیکلت: LEDهای تزئینی و نشانگر روی ۱۲ ولت.
- تابلو و پنل: LEDهای نشانگر با منبع تغذیه‌ی مشترک.
- آموزش و هنرستان: تمرین محاسبه‌ی مقاومت و قانون اهم.
برای محاسبات دیگر از محاسبه‌گر قانون اهم، محاسبه‌گر عمر باتری و محاسبه افت ولتاژ تولتولیا استفاده کنید.
سؤالات متداول
چرا LED به مقاومت نیاز دارد؟
ولتاژ LED با تغییر جریان تقریباً ثابت می‌ماند؛ بنابراین بدون محدودکننده، جریان آن‌قدر بالا می‌رود که LED داغ شود و بسوزد. مقاومت جریان را در مقدار ایمن نگه می‌دارد.
اگر دیتاشیت ندارم، چه جریانی وارد کنم؟
برای LEDهای معمولی ۳ و ۵ میلی‌متری، ۲۰ میلی‌آمپر مقدار رایج و ایمنی است. اگر نور کمتری می‌خواهید، ۱۰ تا ۱۵ میلی‌آمپر هم کافی است و عمر LED را بیشتر می‌کند. LEDهای پرقدرت جریان بسیار بیشتری دارند و به درایور جریان ثابت نیاز دارند.
چرا مقدار مقاومت به بالا گرد می‌شود؟
مقاومت‌ها فقط با مقادیر استاندارد تولید می‌شوند. انتخاب مقدار بالاتر، جریان را کمی کمتر از هدف نگه می‌دارد که حالت ایمن است؛ مقدار پایین‌تر جریان بیشتری از LED عبور می‌دهد.
آیا می‌توانم LED را با مقاومت به برق ۲۲۰ ولت وصل کنم؟
این کار توصیه نمی‌شود و خطرناک است. برق شهر متناوب و ولتاژ آن بسیار بالاست؛ مقاومت لازم توان زیادی تلف می‌کند و داغ می‌شود و هر تماس با مدار خطر برق‌گرفتگی دارد. برای برق ۲۲۰ ولت از لامپ‌ها و ماژول‌های LED آماده یا درایورهای مخصوص استفاده کنید.
آیا LEDهای رنگ‌های مختلف را می‌توانم سری کنم؟
بله، اما باید ولتاژ همه‌ی LEDها را جداگانه جمع کنید و جریان همه‌ی آن‌ها باید یکسان باشد. ساده‌تر است هر رشته‌ی سری فقط از یک رنگ LED باشد.