Widerstandsauswahl für LED

Hierbei wird nicht nach der Gleichung gefragt, um den erforderlichen Widerstand für LEDs zu bestimmen, sondern vielmehr nach der allgemeinen Praxis für deren Auswahl.

Ich habe mehrere Schaltkreise gesehen, die viel höhere Widerstandswerte verwendet haben, als ich für notwendig halten würde. Ich habe zum Beispiel ein Design gesehen, das einen Widerstand für eine rote LED mit einer Durchlassspannung von und einem Durchlassstrom von in einem Stromkreis mit Versorgung verwendet hat. Nach meinen Berechnungen ist das doppelt so hoch wie es sein muss ( ).2 V 20 m A 5 V 150 $330\Omega$$2V$$20mA$$5V$$150\Omega$

Ich habe an anderer Stelle gelesen, wo dieser Widerstand die Wahl ist, auf Nummer sicher zu gehen, indem sie ihn überall verwenden und sicher sein können, dass sie die LED nicht durchbrennen. Aber gibt es noch einen anderen Grund dafür? Anders als die LED-Helligkeit absichtlich zu halbieren.

Vielleicht verlängert dies die Lebensdauer der LED? In meiner Schaltung habe ich für jede LED den theoretisch korrekten Widerstandswert ausgewählt, möchte aber wissen, ob es eine praktische Regel gibt, die mir fehlt, da die Widerstandswerte manchmal recht klein sind.

Während die Antworten von @Passerby und @MichaelKaras dies ziemlich genau abdecken, gibt es noch etwas hinzuzufügen:

1. Menschen nehmen die Lichtintensität nicht linear wahr: Bei sehr geringen Intensitäten reagieren wir sehr empfindlich auf selbst geringfügige Helligkeitsschwankungen. Andererseits ist das nicht unterstützte menschliche Auge bei höherer Intensität so gut wie nicht in der Lage, Intensitätsunterschiede zu erkennen.

   Diese wirklich interessante Grafik zeigt dies hervorragend: _{^{( Quelle )}}

   Im Wesentlichen ist die Fähigkeit, Intensitätsänderungen wahrzunehmen, sehr hoch, wenn der größte Teil des Sehvermögens auf die Stäbchen des Auges zurückzuführen ist ( scotopic vision ), und fällt sehr niedrig ab, wenn die Zapfen die Erfassung durchführen ( photopic vision ), dh bei etwas höherer Luminanz .

2. Weniger kritisch, aber gut zu wissen : LEDs leuchten etwas nichtlinear gegenüber dem Strom, wobei der Graph mit zunehmendem Strom linear abfällt. Dies macht sich vor allem bei Rot bemerkbar.

   _{^{( Quelle )}}

Also, lange Rede, kurzer Sinn:

Das menschliche Auge kann nicht einmal große Intensitätsänderungen bei höheren Lichtstärken bemerken, die eine LED bei höheren Strömen erzeugt. Die Verwendung der Hälfte oder sogar weniger als der Hälfte des Nennnennstroms (20 mA, typisch für Anzeige-LEDs, 50 mA oder mehr bei Hochleistungs-LEDs) funktioniert daher für die meisten Anzeigezwecke einwandfrei.

In meinen Designs ist 5 mA mein bevorzugter Strom für alle Anzeige-LEDs: Probieren Sie es aus, es funktioniert großartig!

LED-Datenblätter basieren wie die meisten Datenblätter auf Durchschnittswerten und Zielvorgaben. Die angegebene LED-Lebensdauer beträgt hauptsächlich Stunden bei x Strom, y Spannung und z Temperatur. Für die meisten "normalen" LEDs entspricht dies einem Vorwärtsstrom von 20 mA. Fahren Sie härter, es ist heller, aber das Leben wird verkürzt. Fahren Sie es weicher, es ist dunkler und das Leben sollte länger sein.

Abgesehen davon, dass die LED länger leben kann, gibt es zwei weitere Gründe, warum Sie sie möglicherweise mit einem niedrigeren Strom betreiben möchten. Erstens, weil Sie Energie sparen. Wenn Sie im Akkubetrieb sind, zählt jeder mA. Fahren Sie die LED mit einem niedrigeren Strom, sparen Sie Energie, Sie können sie länger betreiben. Der zweite Grund ist, dass Sie sie nicht bei voller Helligkeit benötigen. Manchmal kann der Unterschied zwischen 18 mA und 20 mA nicht einmal gesehen werden, wenn Sie nicht zwei nebeneinander stellen, um sie zu vergleichen. Abhängig von Umgebungslicht, Entfernung, LED-Typ und Zweck kann die LED manchmal mit 4 mA betrieben werden, und das ist gut genug. Ich kann dir nicht sagen, wie viele Dinge ich mit übermäßig hellen LEDs habe, die ich zum Überziehen von Klebeband benötigt oder modifiziert habe, um die Helligkeit zu verringern (zum einen die originalen Gameboys. Blendend!)

Es gibt noch ein weiteres Problem bei der Auswahl von Widerständen. Und das sind Standardwerte. Möglicherweise haben Sie keinen Widerstand mit genau dem Wert, der (V - VF) / Idies vermuten lässt. Sie wählen also den nächstgrößeren.

Durch Verringern des Stroms in der LED wird die Diode weniger belastet und ihre Lebensdauer verlängert. Das Betreiben einer LED mit maximalem Nennstrom ist in Ordnung, wenn Sie sicherstellen, dass die angelegte Versorgungsspannung gut geregelt ist. Beachten Sie jedoch, dass ein Nennstrom durch eine LED dazu führen kann, dass sie viel mehr Licht emittiert, als für einige Anwendungen erforderlich wäre.

Designer werden den Strom durch LEDs auch aus anderen Gründen begrenzen, darunter:

1) Ein Betrieb mit niedrigerem Strom kann die Batterielebensdauer für batteriebetriebene Produkte verlängern.

2) Bei einigen LEDs variiert die emittierte Wellenlänge basierend auf der durch sie fließenden Strommenge. In diesen Fällen kann eine Strombegrenzung verwendet werden, um die Farbreinheit einzustellen.

3) Bei Verwendung einer Reihe von LEDs auf einem Panel kann die scheinbare Helligkeit zwischen verschiedenen LEDs unterschiedlicher Größe, Farbe und Teilenummer variieren. Das Reduzieren des Stroms in den verschiedenen LEDs auf dem Bedienfeld ist ein gängiges Schema, mit dem sie alle bei ähnlicher Helligkeit einheitlich aussehen.

Verwenden Sie ein Potentiometer und messen Sie bei maximaler Helligkeit der LED die Ohm. Verwenden Sie einen Widerstand innerhalb von ca. 50 Ohm. Für neun bis 12 Volt verwende ich einen 330 Ohm oder 470.