كيف تختار مقاومة لـ LED

لماذا يحتاج LED إلى مقاومة

لـ LED هبوط جهد شبه ثابت، هو جهده الأمامي، وفوقه يرتفع التيار بسرعة كبيرة. دون شيء يحد التيار، يسخن ويتلف. مقاومة على التوالي تثبّت التيار.

الصيغة

R = (جهد التغذية − الجهد الأمامي لـ LED) ÷ التيار

LED أحمر جهده الأمامي 2.0 V عند 20 mA مع تغذية 5 V يحتاج إلى (5 − 2) ÷ 0.020 = 150 Ω. وLED أبيض بجهد 3.2 V على 12 V يحتاج إلى (12 − 3.2) ÷ 0.020 = 440 Ω؛ استخدم القيمة القياسية التالية صعودًا، 470 Ω.

الجهود الأمامية النموذجية من نحو 1.8 إلى 2.2 V لمصابيح LED الحمراء والصفراء والبرتقالية، ومن نحو 2.8 إلى 3.4 V للزرقاء والبيضاء ومعظم الخضراء. وتعطي ورقة البيانات الرقم الدقيق.

القدرة

تحوّل المقاومة الجهد الزائد إلى حرارة: P = I² × R. في مثال 150 Ω، ‏0.02² × 150 = 0.06 W، فتكفي مقاومة عادية 0.25 W. اختر قدرة لا تقل عن ضعف المحسوبة.

عدة مصابيح LED

على التوالي، اجمع الجهود الأمامية واستخدم مقاومة واحدة، ما دام المجموع تحت جهد التغذية. وعلى التوازي، ضع مقاومة لكل LED، لأن الفروق الصغيرة بين المصابيح تجعلها تتقاسم التيار بشكل غير متساوٍ.

الحاسبة

تعطي حاسبة مقاومة LED القيمة الدقيقة وأقرب قيمة قياسية والقدرة. ولدوائر أخرى، تتولى حاسبة قانون أوم وحاسبة التوالي والتوازي الباقي.

ثلاثة LED على التوالي

ثلاثة LED بيضاء جهد كل منها 3.2 V مع مصدر 12 V، عند 20 mA: تستهلك الـ LED ‏9.6 V وتترك 2.4 V للمقاومة. ‏R = 2.4 ÷ 0.020 = 120 Ω، والقدرة فيها 0.02² × 120 = 0.048 W، أقل بكثير من مقاومة 0.25 W.

الـ LED الرابع سيحتاج 12.8 V، أكثر من المصدر، فلن يضيء. أبقِ مجموع جهود الانحياز الأمامي تحت نحو 80% من التغذية، ليبقى للمقاومة هامش.

تشغيل LED بتيار أقل

معظم مصابيح LED الدالّة تُرى جيدًا عند 5 mA، والحديثة عند 1 أو 2 mA. عند 5 mA على 5 V مع LED أحمر بجهد 2.0 V: ‏R = 3 ÷ 0.005 = 600 Ω، فاستخدم 620 Ω. وهذا ربع التيار والحرارة عند 20 mA، وهو مهم في الأجهزة العاملة بالبطارية واللوحات المليئة بالمؤشرات.

مشكلات شائعة

• الـ LED بالكاد يُرى أو لا يضيء مع 3 V. الـ LED الأزرق أو الأبيض يحتاج أصلًا نحو 3 V، فمع بطاريتي AA لا يبقى شيء للمقاومة. استخدم رافع جهد، أو LED أحمر.
• LED على التوازي دون مقاومات منفصلة. صاحب جهد الانحياز الأمامي الأقل يأخذ معظم التيار، فيسخن ويتلف أولًا. أعطِ كلًا منها مقاومته.
• تغذية LED مباشرة من طرف. أطراف المتحكم الدقيق تتحمل عادةً 20 mA على الأكثر، ومجموع كل الأطراف محدود أيضًا. استخدم ترانزستورًا لشيء أسطع.
• المقاومة تسخن. قارن P = I² × R بالقدرة الاسمية للمقاومة واختر واحدة بضعفها على الأقل.