Einfache Möglichkeit, die Vf einer LED zu ermitteln, um einen geeigneten Widerstand auszuwählen

Ich habe mich gefragt, wie sich die Durchlassspannung einer LED am einfachsten mit Messwerkzeugen ermitteln lässt. Ich weiß, dass wir davon ausgehen können, dass rote LEDs zwischen 1,8 V und 2,2 V liegen und dass wir ähnliche Informationen für andere LED-Farben haben, aber ich habe mich gefragt, ob es einen Weg gibt, dies herauszufinden, ohne dies anzunehmen.

Ich habe mehrere LEDs gekauft, die kein Datenblatt mit ihren Spezifikationen haben. Als Übung möchte ich diese Informationen aufschreiben. (Ich lerne)

Die meisten Antworten werden angezeigt, wenn die LED in Reihe mit einem Widerstand geschaltet wird. Ich möchte jedoch sicherstellen, dass der Widerstand richtig ist, bevor ich ihn anschließe.

Ich stimme einigen der anderen hier zu ... Sie geben sich zu viel Mühe.

Wie andere bereits erwähnt haben, variiert der Vorwärtsabfall einer LED mit ihrem Vorstrom, aber für fast jede Anwendung, mit der sich ein Bastler befasst, müssen Sie sich keine großen Gedanken machen.

Fast jedes Handmultimeter verfügt über eine Diodeneinstellung. Es zeigt Ihnen die Durchlassspannung einer Diode auf dem Pegel der Testvorspannung des Messgeräts an (normalerweise einige mA). So sind Sie sehr schnell im richtigen Stadion.

LED Forward Drop bestimmen (einfacher Weg)

1. Stellen Sie das Messgerät auf die Diodeneinstellung (dh # 14 in diesem Bild).

2. Schließen Sie die LED an die Messleitungen an und achten Sie auf die richtige Polarität
3. Das Messgerät zeigt einen Abfall in Vorwärtsrichtung an (normalerweise 1V-3V für die meisten LEDs). Beachten Sie, dass die LED möglicherweise leuchtet.

Jetzt, da Sie den Vorwärtsspannungsabfall der LED haben, können Sie herausfinden, wie viel Spannung alles andere in der "Kette" abfallen muss. Bei sehr einfachen Schaltungen kann es sich lediglich um einen Begrenzungswiderstand handeln. Bei komplexeren Schaltungen kann es sich um einen Bipolar- oder Feldeffekttransistor oder sogar um etwas Esoterischeres handeln. So oder so: Die Spannung durch eine Reihenschaltung wird auf alle Elemente in der Schaltung verteilt. Nehmen wir eine sehr einfache Schaltung mit einer roten LED, einem Widerstand und der Versorgung an.

Wenn das Messgerät 1,2 Vf für die LED anzeigt, müssen Sie wissen, dass Ihr Widerstand 5 V - 1,2 V oder 3,8 V abfallen muss. Angenommen, Sie möchten ungefähr 10 mA durch die LED, dann ist es jetzt eine einfache Sache, das Ohmsche Gesetz anzuwenden. Wir wissen, dass in einer Reihenschaltung der Strom durch alle Elemente identisch sein muss, also 10mA durch das Widerstandsmittel 10mA durch die LED. So:

R = V / I
R = 3.8V / 10mA
R = 380 ohms

Wenn Sie Ihre LED mit einem 380-Ohm-Widerstand in Reihe an Ihre 5-V-Versorgung anschließen, leuchtet die LED wie beabsichtigt hell auf. Kann Ihr Widerstand jetzt die Verlustleistung bewältigen? Wir werden sehen:

P = V * I
P = 3.8V * 10mA
P = 38mW

38 mW liegen innerhalb der Verlustleistungsspezifikation für 1/4 oder 1/8 W Widerstände. Im Allgemeinen möchten Sie die Nennleistung eines Geräts nicht unterschreiten, es sei denn, Sie wissen, was Sie tun. Es ist wichtig zu wissen, dass ein Widerstand, der für 1 / 4W ausgelegt ist, sich beim Ableiten von 1 / 4W nicht unbedingt kühl anfühlt!

Was wäre, wenn Sie dieselbe LED mit einer 24-V-Versorgung betreiben wollten? Ohmsches Gesetz zur Rettung nochmal:

R = V / I
R = (24V - 1.2V) / 10mA
R = 22.8V / 10mA
R = 2280 ohms (let's use 2.4k since it's a standard E24 stock value):

Und eine Leistungsüberprüfung (mit einer alternativen Leistungsgleichung, um die Dinge zu ändern):

P = V^2 / R
P = 22.8V * 22.8V / 2400 ohms
P = 217mW

Jetzt werden Sie feststellen, dass wir durch Erhöhen der angelegten Spannung die Spannung über dem Widerstand erhöht haben, was wiederum dazu führt, dass die vom Widerstand verbrauchte Gesamtleistung erheblich ansteigt. Während 217mW technisch unter den 250mW liegen, die ein Viertel-Watt-Widerstand bewältigen kann, wird er heiß . Ich würde vorschlagen, zu einem 1 / 2W-Widerstand überzugehen. (Meine Faustregel für Widerstände lautet, die Verlustleistung auf unter der Hälfte ihrer Nennleistung zu halten, es sei denn, Sie kühlen sie aktiv oder haben spezielle Anforderungen in der Spezifikation festgelegt.)

Wenn Sie ein Netzteil mit einstellbarer Strombegrenzung haben (wie dieses ), wird es sehr einfach.

1. Stellen Sie die Ausgangsspannung auf ungefähr 5 V ein und stellen Sie die Strombegrenzung ganz nach unten.
2. Schließen Sie die Diode ohne Widerstand direkt an die Stromversorgung an. Mach dir keine Sorgen! Sie haben den Strom bereits begrenzt!
3. Rufen Sie den Strom auf, bis er Ihr Ziel erreicht (z. B. 20 mA).

Die Stromversorgung begrenzt den Strom durch die LED auf die Einwahlgrenze. Die Spannungsanzeige zeigt an, welche Spannung erforderlich ist, um so viel Strom zu speisen. Das ist deine Durchlassspannung!

Die meisten gängigen LEDs können mindestens 20 mA verarbeiten. Wenn Sie also einen Widerstandswert auswählen, der 20 mA überschreitet, wenn Sie ihn direkt an Ihr Netzteil anschließen, wird eine LED nicht beschädigt, wenn sie mit diesem Widerstand in Reihe geschaltet wird. Dann messen Sie einfach die Spannung an der LED, um die Durchlassspannung der LED zu erhalten. Die LED-Spannung variiert geringfügig mit dem Strom, aber der Strom, den Sie eventuell verwenden, ist überhaupt nicht kritisch.

Im Allgemeinen gehe ich davon aus, dass die üblichen roten, gelben und grünen LEDs etwa 2 Volt betragen, und ich strebe einen Strom von etwa 10 mA an (obwohl ich kürzlich einige äußerst effiziente grüne LEDs hatte, bei denen ich den Strom auf unter 1 mA reduzieren musste, um die gewünschte Helligkeit zu erzielen (Dunkelheit?)). Keine wirkliche Notwendigkeit, extrem wissenschaftlich darüber zu werden!

Um die Antwort von Peter Bennett zu erweitern: Nehmen Sie Ihre LED, fügen Sie einen 1k-Widerstand hinzu und legen Sie 12 Volt an (achten Sie auf die richtige Polarität). Messen Sie nun die Spannung an der LED. Dies gibt Ihnen Vf bei etwa 10 mA. Wenn Sie Vf bei 20 mA wissen möchten, verwenden Sie einen 500-Ohm-Widerstand. Wenn Sie Vf bei 1 mA wissen möchten, verwenden Sie ein 10k. Keine dieser Zahlen ist sehr genau, aber es ist im Allgemeinen keine nützliche Idee, Vf genau zu kennen. Zumindest ändert sich Vf mit der Temperatur, so dass eine Besessenheit darüber Sie nicht weiterbringen wird.

Sie verstehen falsch, wie eine LED funktioniert, wenn Vf nicht die Spannung ist, die Sie an eine LED angelegt haben, um sie zum Funktionieren zu bringen, sondern die Spannung, die an einer LED auftritt (abfällt), wenn Strom durch sie fließt.

Wenn Sie sich ein geeignetes Datenblatt ansehen, werden Vf (min), Vf und Vf (max) für einen bestimmten Strom angegeben. Dies bedeutet, dass Sie Vf erwarten können, wenn Sie den angegebenen Strom durch die LED erzwingen irgendwo zwischen Vf (min) und Vf (max) fallen, wobei Vf der typische Wert ist.

Die Antwort auf Ihre Frage lautet also:

Die Stromversorgung ist jede spannungsvariable Versorgung. R liefert ein Vorschaltgerät für die LED, wodurch die Empfindlichkeit gegenüber Schwankungen der Stromversorgung verringert wird.

Dadurch wird verhindert, dass die LED ihren magischen Rauch abgibt, wenn Sie die Versorgung versehentlich zu weit aufdrehen, und ihr Wert [R] ist aus vernünftigen Gründen nicht kritisch.

Wenn Sie beispielsweise einen 1000-Ohm-Widerstand verwenden und 20 mA durch die LED drücken möchten, müssen diese 20 mA ebenfalls durch R gehen, sodass R abfällt:

und für die LED benötigen Sie zusätzlich etwas Headroom.

"A" ist ein Amperemeter, mit dem der Strom durch die LED gemessen wird, und "V" ist ein Voltmeter, mit dem die Spannung über der LED gemessen wird.

Im Betrieb würden Sie die Stromversorgung bei null Volt starten und dann anlassen, bis das Amperemeter 20 Milliampere anzeigt. Die auf dem Voltmeter angezeigte Spannung wäre dann Vf für diese bestimmte Diode bei diesem bestimmten Strom und dieser Umgebung Temperatur.

Zurück zu Ihrer Frage: Um festzustellen, welcher Wert des Serienwiderstands für Ihre LED "richtig" ist, müssen Sie zuerst dessen Vf bei dem gewünschten Durchlassstrom (If) bestimmen und dann das Ohmsche Gesetz verwenden, um den Wert des Widerstands zu bestimmen. so was:

Angenommen, Vs (die Versorgungsspannung) beträgt 12 Volt, Vf 2 Volt und If 20 mA

Um dann die Leistung zu bestimmen, die der Widerstand verbraucht, können wir schreiben:

510 Ohm ist der nächste Wert für E24 (+/- 5%), der auf der konservativen Seite von 20 mA erhalten bleibt, und ein Widerstand von 1/4 Watt sollte in Ordnung sein.

Entensuppe, was? ;)

Bauen Sie eine Konstantstromquelle auf, da die Versorgungsspannungen der gemeinsamen Bank nicht so niedrig werden. Dies könnte eine einfache 1- oder 2-Transistorschaltung sein. Es ist einfach, weil es nicht genau sein muss. Ein vernünftiger Strom ist der Strom, mit dem Sie die LED betreiben möchten. Jetzt gibt Ihnen Ihr DVM die Vorwärtsspannungsmessung und Sie werden keine LEDs durchbrennen