Diody LED sposób połączenia?!

[dominikando]

Witam.

Mam pytanie. W numerze 3 w rubryce FORUM CZYTELNIKÓW był projekt lampy makro. Proponowany schemat połączenia diod LED pokazywał że do linii równoległej podłączone są szeregowo dwie diody led z rezystorem ograniczającym. Moje pytanie brzmi, czy równie dobrze można zrobić taki układ podłączając (dobrać) jeden rezystor szeregowo, a wszystkie np. 30 diod led równolegle? np. tak jak na obrazku w załączniku.



Dziękuje z góry za wszelką pomoc.
Pozdrawiam Serdecznie
Dominik

[Amugilap]

30 diod polacząnych równolegle bedzie potrzebowalo ponad 600mA, 20-25mA na diode, teraz zalezy czym bedziesz chcial to zasilic? Przy 12V źrodle trzeba będzie znaleśc opornik ktory wytrzyma sporo ponad 10W.
12V-1.9(standardowa dioda czerwona)=10.1V
R=10.1V/600mA=17ohm
17ohm*600mA=10.2W
Czyli zakladajac ze dobierzesz odpowiedni opornik powinno dzialac.

[Jony130]

Wykluczone, nie można podłączać takiej ilości diod równolegle (jednakowego koloru) z tylko jednym rezystorem ograniczającym prąd.
Diody LED mają spory rozrzut produkcyjny napięcia przewodzenia co zaowocuje widoczną różnicą w jasności świecenia diod.
Dodatkowo będzie nierównomierny rozpływ prądów co może doprowadzić w skaranym wypadku nawet do spalenia diod.
O różnych kolorach już nie wspomnę (będzie świecić ta dioda która ma niższe napięcie otwarcia).
Diody można łączyć szeregowo z rezystorem a kolejne gałęzie równolegle.

[Amugilap]

Ups, to sory za wprowadzenie w bład poraz kolejny okazuje sie ze w elektronice teioria i praktyka to dwie rózne bajki

[dominikando]

Dziękuje za informacje.
Po pierwsze diody te są jednakowego koloru białego zimnego. If = 20mA napięcie od 2,8V - najlepiej tak 3,2V do max 3,6V. Czyli w przypadku 30 diod led będę musiał połączyć je w pary i wstawić rezystor i szeregowo włączyć do linii równoległej... Jak najlepiej dobrać rezystor? np. do napięcia zasilania od 9V-12V ?


Dziękuję Serdecznie za pomoc.
Pozdrawiam
Dominik

[Jony130]

Trochę mało ekonomicznie to wyjdzie po dwie diody w przypadku 9V i po trzy w szeregu w przypadku 12V co da rezystor R = (12V - 9V)/10mA = 220R albo 330R

[buliz]

Diody łączysz po trzy w szereg z rezystorem ograniczającym 150 ohm. Podobnie jest w taśmach LED zasilanych 12V. Pozdrawiam

[e-lektryk]

Diody łączysz po trzy w szereg z rezystorem ograniczającym 150 ohm. Podobnie jest w taśmach LED zasilanych 12V. Pozdrawiam

Nie jest do końca tak jak piszesz, bo 20 mA to prąd maksymalny, a dioda powinna być zasilana prądem do 30% Imax. Z tego wynika, że prąd optymalny dla diody to około 6 miliamper, a rezystor powinien mieć przynajmniej 470R. Gdyby diody się mocno grzały można dać większy. Połączenie szeregowe trzech diod zwiększa ich napięcie, ale nie zmienia prądu, w ten sposób zwiększa się moc, ale nie prąd. Rezystory 1/4W to w zasadzie minimum, ale mogą być też na większy prąd np. 1/2W. Taki rodzaj połączenia jak na obrazku nazywamy szeregowo-równoległym. Diody są w szeregach z opornikiem ograniczającym prąd przepływający przez układ diody-rezystor, natomiast wszystkie szeregi są połączone równolegle ze źródłem zasilania. Najlepiej do tego celu nadają się zasilacze impulsowe. Łącząc 30 LED w 10 szeregów po 3 diody przy napięciu 12V potrzebny będzie prąd o wartości zaledwie 64 mA. Diody różnych kolorów mają różna napięcia zasilania. Diody białe i niebieskie mają najwyższe napięcia zasilania, diody żółte i zielone są gdzieś po środku, natomiast diody czerwone mają najniższe napięcie zasilania, które wynosi około 1.5V. Stosując białe czy niebieskie diody rezystor dla szeregu 3 LED wyniesie 470R lub więcej, natomiast dla diod czerwonych połączonych w szereg (12 - 4.5) /0.006 będzie to 1.2k lub więcej. W zasadzie najkorzystniej jest posługiwać się notą katalogową dostarczoną przez producenta konkretnych LED, ale w przypadku zastosowań hobbystycznych jest to prawie nie możliwe dla tego stosuje się podział napięć zasilania w zależności od koloru diod. Prądy i napięcia zasilania u różnych producentów mogą się różnić i zależą między innymi od wielkości i koloru diody LED.

[timo66]

Diody łączysz po trzy w szereg z rezystorem ograniczającym 150 ohm. Podobnie jest w taśmach LED zasilanych 12V. Pozdrawiam

Nie jest do końca tak jak piszesz, bo 20 mA to prąd maksymalny, a dioda powinna być zasilana prądem do 30% Imax. Z tego wynika, że prąd optymalny dla diody to około 6 miliamper, a rezystor powinien mieć przynajmniej 470R. Gdyby diody się mocno grzały można dać większy. Połączenie szeregowe trzech diod zwiększa ich napięcie, ale nie zmienia prądu, w ten sposób zwiększa się moc, ale nie prąd. Rezystory 1/4W to w zasadzie minimum, ale mogą być też na większy prąd np. 1/2W. Taki rodzaj połączenia jak na obrazku nazywamy szeregowo-równoległym. Diody są w szeregach z opornikiem ograniczającym prąd przepływający przez układ diody-rezystor, natomiast wszystkie szeregi są połączone równolegle ze źródłem zasilania. Najlepiej do tego celu nadają się zasilacze impulsowe. Łącząc 30 LED w 10 szeregów po 3 diody przy napięciu 12V potrzebny będzie prąd o wartości zaledwie 64 mA. Diody różnych kolorów mają różna napięcia zasilania. Diody białe i niebieskie mają najwyższe napięcia zasilania, diody żółte i zielone są gdzieś po środku, natomiast diody czerwone mają najniższe napięcie zasilania, które wynosi około 1.5V. Stosując białe czy niebieskie diody rezystor dla szeregu 3 LED wyniesie 470R lub więcej, natomiast dla diod czerwonych połączonych w szereg (12 - 4.5) /0.006 będzie to 1.2k lub więcej. W zasadzie najkorzystniej jest posługiwać się notą katalogową dostarczoną przez producenta konkretnych LED, ale w przypadku zastosowań hobbystycznych jest to prawie nie możliwe dla tego stosuje się podział napięć zasilania w zależności od koloru diod. Prądy i napięcia zasilania u różnych producentów mogą się różnić i zależą między innymi od wielkości i koloru diody LED.

olaboga - toż to woła o pomstę do nieba
buliz ma w 100% racje. Dlaczego , bo tu chodzi o białe LEDy. Jak widzę, że ktoś proponuję 30% prad to przypomina się taki użytkownik który "tuningował " latarki LED na prąd 500µA i twierdził że też ładnie świecą.

prąd przy rezystorze 150Ω i 3 białych diodach przy napięciu 12V jest jak najbardziej ok. Moc tracona na tym rezystorze to 30mW [ 1/33W].

Poza konkursem dodam- to sam producent podaje, że prąd dla "zwykłej" diody przyjęty na 20mA gwarantuje żywotność podaną w nocie- która podaje jak się nie mylę 10lat ciągłego świecenia. Przyjmując 75% tego , czyli 15mA to zachowamy odpowiednie "chłodzenie" nawet w najcieplejsze lato.

[e-lektryk]

olaboga - toż to woła o pomstę do nieba
buliz ma w 100% racje. Dlaczego , bo tu chodzi o białe LEDy. Jak widzę, że ktoś proponuję 30% prad to przypomina się taki użytkownik który "tuningował " latarki LED na prąd 500µA i twierdził że też ładnie świecą.

prąd przy rezystorze 150Ω i 3 białych diodach przy napięciu 12V jest jak najbardziej ok. Moc tracona na tym rezystorze to 30mW [ 1/33W].

Poza konkursem dodam- to sam producent podaje, że prąd dla "zwykłej" diody przyjęty na 20mA gwarantuje żywotność podaną w nocie- która podaje jak się nie mylę 10lat ciągłego świecenia. Przyjmując 75% tego , czyli 15mA to zachowamy odpowiednie "chłodzenie" nawet w najcieplejsze lato.

Ja piszę o elementach przewlekanych. Nie znam mniejszych oporników przewlekanych niż na 1/4W więc takie przyjąłem za wzór. Prąd 10 do 30% Imax nie jest moim wymysłem, a jest to wartość opracowana przez producentów pewnych urządzeń stale świecących. Miałem do czynienia z diodami, które przy prądzie 6 mA nie świeciły bardzo słabo, ale przy prądzie 20 mA też prawie nie świeciły - widać takie diody. Opis dotyczy standardowych 5mm LED przewlekanych, których parametry zależą od producenta, a więc i konkretnego modelu. Pisząc, że 150R jest idealną wartością jest tak jakbyś chciał mi wmówić, że do każdego samochodu leje się benzynę, chociaż nie wiesz czy to przypadkiem nie diesel albo elektryczny. Poza tym jest jeszcze coś takiego jak zagęszczenie. Im więcej LED tym więcej ciepła, bez względu na to czy każda dioda podnosi temperaturę o tyle czy tyle jak masz zamknięte w obudowie 100 LED to ciepło przez nie wytworzone będzie wyższe niż przez 3 LED zamknięte w tej samej obudowie, dodatkowo dochodzi problem odprowadzania tego ciepła, bo w zasadzie w plastikowej obudowie ono się gromadzi, bo temperatura rośnie wraz z upływem czasu, a przecież diody nie zaczynają wytwarzać więcej ciepła. Diody, które testowałem w obudowie miały jakieś 50°C przy prądzie 0.02A. Przy prądzie 0.006A temperatura ta spadła do wartości optymalnej (robią się tylko lekko ciepłe), a jak już sam gdzieś pisałeś diody LED nie powinny się przegrzewać. Temperatura na zewnątrz 60°C też nie jest szczytem dokładności, bo trzeba wziąć pod uwagę temperaturę struktury, a nie temperaturę obudowy, oczywiście można w przybliżeniu oszacować jaka będzie to temperatura, ale bez specjalistycznych pomiarów nie jesteś w stanie powiedzieć tego ze 100% pewnością. Poza problemem grzania się elementów w ciasnych przestrzeniach przy dużej ilości dochodzi jeszcze żywotność, która znacznie się wydłuża przy niższych temperaturach. Diody zasilane dużym prądem znacznie szybciej bledną niż te zasilane w odpowiedni sposób.

Ja przy obliczeniach korzystam ze wzoru:

R = ( U - Ud ) / Id
gdzie:
R – wartość opornika
U – napięcie zasilające
Ud – napięcie pracy LED
Id – natężenie prądu (0.005 A do 0.02 - 0.025 A)
np.
R = ( 12V – 3V ) / 0.02 A
R = 9V / 0.02 A
R = 450 Ohm
P = Ur * Id
Ur – napięcie na rezystorze (Ur = U - Ud)
Id – prąd diody
P = 9V * 0.02A
P = 0.18W

To samo dla 3 LED w szeregu:

R = ( 12V - 9V) / 0.02 A
R = 3V / 0.02 A
R = 150R
P = 3V * 0.02A
P = 0.06W

Wzór jest jak najbardziej poprawny. Problemem jest tu interpretacja wyników. Co do diod białych to nie różnią się one zbyt wiele od niebieskich. W zasadzie chronologicznie rzecz ujmując niebieskie powstały jako pierwsze, natomiast biały to tylko wariant niebieskiego. Jeżeli nie ma pewności co do parametrów diod LED to lepiej zaczynać od niższego prądu i kończyć na wyższym przy ustalaniu wartości opornika, a nie na odwrót. Poza tym jasność świecenia LED zależy od prądu, ale nie jest to wzrost liniowy, a między 50% czy 30% Imax prawie nie widać różnicy w jasności, za to widać różnicę w °C. Nie trzeba być geniuszem, żeby dojść do wniosku, że im więcej źródeł ciepła tym wyższa temperatura w obudowie. Można zrobić prosty eksperyment i przez 100 tranzystorów puścić Imax (przecież wytrzymają), zamknąć je jeden obok drugiego w ciasnej (zamkniętej) przestrzeni i czekać na efekty. Warto też zastosować rezystory, które będą dodatkowym źródłem ciepła.

[rezasurmar]

Miał bym prośbę do kolegi dominikando, o przykładowe zdjęcia przy pomocy tej lampy. Sam już od dłuższego czasu zastanawiam się nad podobną konstrukcją. Chciał bym zobaczyć jak wygląda oddawanie barw przy użyciu konkretnych diod świecących np o barwie 6500K.
Szukam też samej obudowy do takiego rozwiązania. Zastanawiam się czy nie lepiej dla mnie było by zamontować okrągły odbłyśnik na mojej HVL-58. Chociaż jej gabaryty i waga nie skłaniają do montowania jeszcze czegoś na aparacie.
PS.
Wracając do sprawy tematu, lampa taka przecież nie musi świecić ciągłym światłem. Można by zrobić sterowanie, np. normalnie świeci 50%, a w momencie robienia zdjęcia na chwile idzie większy prąd na diody. Kwestia dobrania czasu i przysłony, była by w tym momencie trudniejsza. Myślę, że 50% wystarczyło by do ustawienia ostrości na wybrany fragment, a potem już zdjęcie właściwe.

[timo66]

I źle liczysz , bo złe masz założenia . Napięcie przewodzenia diody nawet przy 15mA czy 20mA nie ma 3V, raz podajesz prąd 6mA , a teraz liczysz dla 20mA:?:

W przytoczonym projekcie są diody białe , łączone po dwie w szereg , łączna ilość sztuk to 16 . Są ułożone w koło na laminacie wyciętym w kształt pierścienia- więc nie wymyślaj barwnych bajeczek o 100 LEdach, zamkniętych w szklarni czy saunie.Jak byś wiedział ile to 60st i to na plastikowej obudowie diody to byś się w język ugryzł nim takie coś napisał. - podam dla Twojej informacji, że jeśli temperatura obudowy diody miała by 60st. to byś jej nie dotkną [ pomijając to, że możesz mieć skłonności SM]. Diody o jakich Ty piszesz to są tak zwane "kontrolki" i na pewno nie są koloru białego.

do rzeczy - przewlekane diody mają lepiej niż zwykłe SMD , bo posiadają duże metalowe nogi które potrafią lepiej odprowadzać ciepło niż SMD [ struktura jest umieszczona zazwyczaj na katodzie ].
Obliczenia prądu dla 15 LED:

napięcie przewodzenia diody białej to od 3,2 -3,3V przy prądzie 15mA . Łączymy po 3 diody w szereg więc mamy 9,6-9,9V . Napięcie zasilania to 12V więc na rezystorze musimy odłożyć 2,1- 2,4V. Zakładając, że prąd jaki płynie przy szacowanych napięciach przewodzenia to 15mA , więc rezystor jaki musimy włączyć w szereg będzie mieć wartość z przedziału 140-160ohm . Kolej na moc jaką stracimy w postaci ciepła - przy rezystancji 140ohm i napięciu 2,1 V mamy 31,5mW , a przy 160ohm i napięciu 2,4V całe 36mW.

ps: przyjmujesz złe wartości, a jak nie dajesz wiary to zrób eksperymenty - za dużo gdybasz , przez co odbiegasz od wątku tematu.

na koniec samorefleksja

Diody, które testowałem w obudowie miały jakieś 50°C przy prądzie 0.02A. Przy prądzie 0.006A temperatura ta spadła do wartości optymalnej (robią się tylko lekko ciepłe)

Pisząc, że 150R jest idealną wartością jest tak jakbyś chciał mi wmówić, że do każdego samochodu leje się benzynę, chociaż nie wiesz czy to przypadkiem nie diesel albo elektryczny.

Temperatura na zewnątrz 60°C też nie jest szczytem dokładności, bo trzeba wziąć pod uwagę temperaturę struktury, a nie temperaturę obudowy, oczywiście można w przybliżeniu oszacować jaka będzie to temperatura, ale bez specjalistycznych pomiarów nie jesteś w stanie powiedzieć tego ze 100% pewnością

Pisząc, że 150R jest idealną wartością jest tak jakbyś chciał mi wmówić, że do każdego samochodu leje się benzynę, chociaż nie wiesz czy to przypadkiem nie diesel albo elektryczny.

to Ty napisałeś , że czytać nie potrafisz to nic na to nie poradzę

[dominikando]

Przepraszam za poślizg czasowy - ale z przyczyn losowych nie zajmowałem się tym projektem. Trochę praktyki przygotowałem już wstępnie obudowę i mam wycięty pierścień. Problem leży w tym iż chciałbym podłączyć więcej ledów niż zapowiadałem a jednocześnie mam do dyspozycji zaledwie 9,6 V napięcia zasilania. Na płytce wygodnie było by mi podłączyć w pary szeregowo po 4 ledy pytanie jak dobrać R. Drugi sposób jaki mnie naszedł to połączyć bez rezystorów dwie szeregowo.

Pierścień przedzieliłem na dwie części w każdej chciałbym mieć minimum 20ledów łącznie 40.
Ewentualnie po 30 w połówce czyli łącznie 60. Jak to zrealizować?


EDIT: Najprościej będzie jak połączę je równolegle i dobiorę rezystor o większej mocy.
dla 9,6 V będzie to rezystor 300om jednak biorąc pod uwagę iż czasem może będę zasilał 10-12V dobiorę ok. 350omowy rezystor o mocy co najmniej 3,78W dla 30 ledów dla 20 będzie to minimum 2,5W. Lampa będzie uruchamiana tylko na moment za pomocą przycisku obok spustu.

[timo66]

jednocześnie mam do dyspozycji zaledwie 9,6 V napięcia zasilania. Na płytce wygodnie było by mi podłączyć w pary szeregowo po 4 ledy

z białymi max 3.

ps: jaki kolor LED będziesz używał ?

[dominikando]

jednocześnie mam do dyspozycji zaledwie 9,6 V napięcia zasilania. Na płytce wygodnie było by mi podłączyć w pary szeregowo po 4 ledy

z białymi max 3.

ps: jaki kolor LED będziesz używał ?

Czyli włożyć w takiej parze 3 ledowej przed ostatnim ledem rezystor 150omów?
Led 5mmm biały, 2-2,3cd
3.0-3,6V
temp barwowa: 6000-7000K