Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie


Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: serie

I LED risparmiano elettricità, che non è certo qualcosa da scuotere e ciò che tutti sanno. Tuttavia, offrono molti più vantaggi.

LED uscire con una tensione e corrente molto bassein modo che tutti possano tranquillamente gestire, assaggiare, creare e decorare con loro. Con alcune abilità di base puoi già creare grandi decorazioni ed effetti di luce. Per questo non è necessaria la competenza in campo elettrico o elettronico. Una bassa emissione di calore consente di utilizzare ulteriormente i LED nelle aree.

Un vantaggio speciale è fornito dai LED RGB. Sono in grado di visualizzare diversi colori, in modo che anche con un LED diversi colori possono essere visualizzati e mescolati. Il campo di applicazione è illimitato, che molti hobbisti dimostrano e i blogger dimostrano nei loro progetti.

In questa pagina vogliamo fornire conoscenze di base, con cui tutti dovrebbero essere in grado di implementare piccoli progetti con LED.

Cos'è un LED e come funziona?

La sigla LED indica il diodo emettitore di luce (tedesco: diodo ad emissione luminosa) o il diodo a emissione luminosa breve. È un elemento semiconduttore in modo che consenta solo il flusso di corrente in una direzione. Pertanto, prestare sempre attenzione alla polarizzazione di un LED. Se anche un LED è collegato in modo errato in fila, interrompe il circuito e non è in grado di illuminarsi.

Un diodo ad emissione luminosa ha due connessioni - l'anodo (polo positivo) e il catodo (polo negativo) attraverso il quale scorre la corrente All'interno del LED è un semiconduttore, solitamente costituito da un composto di gallio, che converte l'energia applicata in luce quando gli elettroni attraversano. Il design gioca un ruolo secondario qui. I diodi emettitori di luce sono disponibili nella ben nota forma circolare, in diversi diametri, ma anche in forme angolari funzionali e specifiche.

Il colore luminoso è determinato dall'elemento semiconduttore utilizzato e dal gap di banda (transizione degli elettroni nel LED), con cui possono essere generati tutti i colori primari e anche la luce ultravioletta o infrarossa. La luce bianca può essere creata mescolando diversi colori primari o filtrando la luce blu. Una conoscenza approfondita non è necessaria per i propri prodotti artigianali, perché i LED sono offerti in tutti i colori e i LED RGB finiti possono essere miscelati con un controllo remoto conveniente in ogni colore.

Il bianco caldo e il bianco freddo non dicono nulla del calore emanato

Molti sostenitori di LED come illuminazione del soggiorno lamentarsi che le lampade a LED hanno un colore della luce innaturale. Trattengono le vecchie lampadine perché non vuoi rinunciare alla solita luce.

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: calcolare

Spot alogeno bianco caldo e spot LED bianco freddo

Il colore della luce viene chiamato tecnicamente temperatura del colore ed espresso in Kelvin. Si va da 1000 K (luce rossa) passando dal giallo al blu con circa 12000 K. La luce naturale varia da 5000 a 5500 K e differisce in quest'area tra la mattina, mezzogiorno e il sole del pomeriggio. Tuttavia, la luce di una normale lampadina è di circa 2700 K. e quindi appare giallastro. Questa zona è chiamata bianco caldo perché la luce irradia un piacevole calore. Tuttavia, non può essere chiamato luce naturale.

Naturale, d'altra parte, produce luce bianca neutra con circa 3300 a 5000 K. Ha ancora un leggero bagliore giallo / rossastro, ma si avvicina molto alla luce del giorno. Poiché i LED di luce diurna o kaltweis sono designati da una temperatura di colore da 5000 K. Ecco la percezione del colore tra bianco puro a circa 6500 K fino a un blu freddo a oltre 10000 K. Quindi, chi vorrebbe rappresentare in modo ottimale la luce diurna, ricorre a LED bianchi freddi, che secondo le indagini aumentano la produttività sul lavoro. La luce bianca giallastra e calda irradia più di un'atmosfera accogliente ed è quindi rilassante o addirittura stancante.

I LED sono disponibili in tutte le temperature di colore e può quindi sostituire la normale lampadina senza problemi. Tuttavia, se si desidera uno scambio assolutamente esatto, si dovrebbe ricorrere solo a prodotti di marca, in quanto la temperatura di colore specificata può avere qualità diverse e solo l'indicazione bianco caldo copre già un ampio spettro di un possibile aspetto cromatico. Difficile definito è una specifica del colore per le lampadine non. Affidabile è solo l'indicazione esatta della temperatura del colore in Kelvin.

La polarità quando si collega un LED è importante!

Durante il collegamento, prestare sempre attenzione alla polarità del LED.

  • Polo positivo - anodo (gamba corta)
  • Polo negativo - catodo (gamba lunga, appiattimento al LED)

Fai attenzione quando scegli il giusto alimentatore

In quasi tutte le applicazioni I LED funzionano con un'alimentazione a 12 V e resistori di serie aggiuntivi. Tuttavia, è necessario prestare attenzione quando si sceglie l'alimentazione.

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: resistenza

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Non tutti gli alimentatori da 12V forniranno sempre 12 V. I semplici alimentatori non stabilizzati raggiungono solo circa 12V sotto il carico potenziale indicato. Senza carico, la tensione erogata può essere molto più alta e persino raggiungere facilmente 16V. Poiché i LED hanno solo un carico molto basso (corrente), possono essere sopraffatti con la 16 V consegnata rapidamente. Mentre questo non significa automaticamente che essi bruciano immediatamente, troppo stress porterà ad un aumento dell'usura, rapida perdita di luminosità e quindi alla morte prematura.

I diodi emettitori di luce possono essere azionati solo con un alimentatore stabilizzato. Gli alimentatori stabilizzati compensano carichi diversi. Sia in folle che sotto carico massimo, danno sempre la tensione specificata. In caso di sovraccarico, questo può naturalmente cadere, il che riduce la luminosità dei LED, ma non è dannoso o riduce la durata di vita del LED. Gli alimentatori stabilizzati costano poco più del semplice e molti adattatori di corrente elettronici sono già stabilizzati oggi senza etichettatura speciale. Tuttavia, l'uso di vecchi stock dovrebbe essere evitato a tutti i costi.

Come viene calcolata la resistenza in serie di un LED?

I diodi a emissione luminosa richiedono solo una tensione molto bassa, che dipende fondamentalmente dal colore luminoso, ma può essere leggermente diversa a causa delle diverse qualità e dei metodi di produzione. Aziona i LED con meno dell'alta tensione. Una tensione più bassa riduce la luminosità, che può essere compensata aumentando il numero. D'altra parte, una tensione troppo alta porta a una rapida usura e perdita prematura del LED.

Tensione richiesta in base al colore del LED

LED a infrarossiLED rossiLED giallo / verdeLED blu / bianchiLED ultravioletti
1,2 - 1,8 V1,6 - 2,2 V1,9 - 2,5 V2,7 - 3,5 V3,1 - 4,5 V

I valori elencati nel modulo tabella solo una linea guida. In linea di principio, i LED dovrebbero essere utilizzati per giudicare la scheda tecnica in cui è specificata una tensione operativa ottimale che costituisce un valore medio tra una buona efficacia luminosa e una durata di esercizio ottimale.

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: serie

Calcolo della precarica del LED in circuito semplice

Lo è per ostruire i LED secondo le proprie idee necessario conoscere le caratteristiche dei LED utilizzati e l'alimentazione utilizzata. Questo è l'unico modo per calcolare il corretto resistore di serie di un LED. L'esempio seguente mostra come calcolare la resistenza in serie di un LED.

Sono dati dati tipici un LED:

  • LED verde
  • Corrente di funzionamento 20 mA
  • Tensione di esercizio 2,5 V

A partire da un alimentatore 12V e le regole di base nel circuito semplice, il LED consuma 2,5 V e il restante 9,5 V deve essere altrimenti "smaltito". Questo smaltimento prende il sopravvento sul resistore di serie. Il calcolo (calcolo della perdita) segue la semplice formula R = U / I, che significa: resistenza di serie = tensione al resistore di serie / corrente utilizzata del LED. Nell'esempio citato ciò si traduce in: resistenza in serie = 9,5 V / 0,02 A = 475 Ω. Dal momento che non tutti i valori sono disponibili come resistenza, devi sempre ricorrere a quello successivo più grande. Nell'esempio questo sarebbe un resistore con 560 Ω. Invece di 20 mA, il LED riceve 17 mA, che influisce solo minimamente sulla luminosità, ma aumenta la durata.

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: resistenza

Vorwiderstandsberechnung con più LED

deve un singolo LED collegato a un alimentatore 12V, Naturalmente, il resistore di serie deve assorbire molta tensione (perdita di potenza), che viene convertita in calore e quindi persa. Ha più senso collegare così tanti LED in serie che il resistore di serie può essere il più piccolo possibile. Il calcolo viene eseguito in modo simile.

4 LED da 2,5 V ciascuno richiedono un totale di 10 V., in modo che il resistore di serie rimanga solo 2 V. La corrente rimane inalterata in una connessione in serie a 20 mA o 0,02 A.

Tensione al resistore di serie Tensione totale - tensione LED

12 V - 4 x 2,5 V = 2 V

Resistore di serie Tensione sul resistore in serie / corrente operativa

2 V / 0,02 A = 100 Ω

Calcolo delle prestazioni dell'alimentazione richiesta

Per usare molti più LED, una connessione parallela di più di tali serie (4 LED + resistenza di serie 100 Ω) può aver luogo. Il resistore di serie è richiesto in ogni singola riga. Il numero di righe possibili è limitato dalla potenza dell'alimentatore, in quanto il consumo di energia delle righe si sommano. Se l'alimentazione ha una potenza specificata di 600 mA, si ottiene un'alimentazione (12 V x 0,6 A) di 7,2 W. Un array LED (12 V x 0,02 A) richiede 0,24 W. Pertanto, Su questo alimentatore un totale di 30 di tali file vengono azionati con quattro LED. Ciò si traduce in un numero imponente di 120 LED. Il numero di righe possibili può anche essere calcolato in base alla potenza specificata. Se l'alimentatore ha 600 mA e richiede un array LED da 20 mA, il calcolo di 600 mA / 20 mA comporterà 30 righe di quattro LED ciascuna.

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: resistenza

Molti LED in un circuito

Ovviamente, un tale calcolo non dovrebbe mai assumere il pieno carico dell'alimentatore. I 600 mA indicati si riferiscono nella maggior parte dei casi a un picco e non a un carico continuo. Per non sovraccaricare l'alimentazione, lo è per sicurezza con 3/4 della potenza dichiarata calcolata. Questo lascia circa 450 mA, le 22 file di quattro LED dovrebbero funzionare facilmente.

Il numero richiesto di LED è fisso, può essere girato solo calcolare l'alimentazione richiesta. Ad esempio, se quattro LED in ogni fila richiedono 200 LED, l'alimentazione richiesta viene calcolata come segue:

200 LED / 4 LED per fila = 50 righe di 4 LED ciascuna

50 righe di 4 LED x 20 mA = 1000 mA (1 A)

L'alimentatore richiesto dovrebbe di conseguenza avere almeno una potenza di 1 A. Sulla base di un utilizzo dell'alimentatore di circa il 75%, sarebbe necessario un alimentatore con circa 1,3 A per non sovraccaricarlo in funzionamento continuo.

Decorazioni con illuminazione a LED

Dopo tutta la teoria e i calcoli necessari, che può variare in base alla propria esperienza, dal momento che la temperatura ambiente a volte può giocare un ruolo non trascurabile, ovviamente, segue il reale divertimento artigianale. Non ci sono limiti alle idee ed è impossibile enumerare tutti gli esempi di applicazioni. I progetti LED nascono da idee decorative, ma anche da un'illuminazione richiesta, come dimostra il nostro esempio di seghe a nastro.

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: decorare

Installazione di un'illuminazione su una sega a nastro

Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: calcolare

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Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: calcolare

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Decorare con LED e calcolare la resistenza in serie: serie

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