{"id":2512,"date":"2019-12-22T11:43:45","date_gmt":"2019-12-22T10:43:45","guid":{"rendered":"https:\/\/homebook.click\/blog\/?p=2512"},"modified":"2025-01-17T08:52:09","modified_gmt":"2025-01-17T07:52:09","slug":"dobieranie-rezystora-do-diody","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/homebook.click\/blog\/dobieranie-rezystora-do-diody\/","title":{"rendered":"Dobieranie rezystora do diody"},"content":{"rendered":"Czas czytania:<\/span> 9<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Dynamiczny rozw\u00f3j technologii produkcji element\u00f3w i podzespo\u0142\u00f3w elektronicznych, a tak\u017ce stale rosn\u0105ca \u015bwiadomo\u015b\u0107 ekologiczna sprawiaj\u0105, \u017ce tradycyjne \u017ar\u00f3d\u0142a \u015bwiat\u0142a takie jak \u017car\u00f3wki w coraz wi\u0119kszym stopniu wypierane s\u0105 przez diody LED. Dotychczas <\/span>dioda LED<\/span> kojarzona by\u0142a z lampkami kontrolnymi w sprz\u0119cie RTV, AGD, sterownikach przemys\u0142owych, samochodach, a to dzi\u0119ki jej niewielkim wymiarom, du\u017cej \u017cywotno\u015bci i bardzo ma\u0142emu w stosunku do odpowiadaj\u0105cych jej \u017car\u00f3wek poborowi energii elektrycznej.<\/span><\/p>

Jaki rezystor do LED w samochodzie<\/strong>? Rezystor o mocy 5W i oporno\u015bci 36 Ohm, wyposa\u017cony w radiator, rozwi\u0105zuje problemy zwi\u0105zane ze stosowaniem \u017car\u00f3wek LED w pojazdach z systemem CANBUS. U\u017cycie rezystora jest konieczne nawet przy \u017car\u00f3wkach oznaczonych jako CANBUS w samochodach, gdzie system CAN jest szczeg\u00f3lnie czu\u0142y, np. w Audi A4 B7.<\/div>

Nale\u017cy zaznaczy\u0107, \u017ce ka\u017cdej diodzie powinien zawsze towarzyszy\u0107 rezystor. Jednak jak dobra\u0107 rezystor do diody? Postaramy si\u0119 odpowiedzie\u0107 na to pytanie w dalszej cz\u0119\u015bci artyku\u0142u. <\/span><\/span>
<\/span><\/p>

Przyjrzyjmy si\u0119 dok\u0142adniej budowie, zasadzie dzia\u0142ania, typom i parametrom diod LED.\u00a0<\/span><\/p>

Czym jest dioda LED?<\/span><\/h2>

LED<\/span> (z ang. Light Emitting Diode), czyli dioda elektroluminescencyjna (zwana r\u00f3wnie\u017c diod\u0105 \u015bwiec\u0105c\u0105) jest p\u00f3\u0142przewodnikowym przyrz\u0105dem optoelektronicznym, kt\u00f3ry przetwarza energi\u0119 elektryczn\u0105 na energi\u0119 promieniowania elektromagnetycznego, czyli \u015bwiat\u0142o. Najprostsza <\/span>dioda LED<\/span> to p\u00f3\u0142przewodnikowe z\u0142\u0105cze p-n, kt\u00f3re spolaryzowane w kierunku przewodzenia odpowiednio wysokim napi\u0119ciem emituje promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie od podczerwieni (IR) poprzez widmo \u015bwiat\u0142a widzialnego po promieniowanie ultrafioletowe (UV).<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"Promieniowanie\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

1 [nm] = 0,000 000\u00a0001 [m]<\/span><\/p>\n

W widmie \u015bwiat\u0142a widzialnego poszczeg\u00f3lne d\u0142ugo\u015bci fal s\u0105 odbierane przez oko ludzkie jako r\u00f3\u017cne barwy:<\/span><\/p>\n\n

\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

D\u0142ugo\u015b\u0107 fali [nm]<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Barwa dla oka ludzkiego<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

380 \u2013 435<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Fioletowa<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

435 \u2013 495<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Niebieska<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

495 \u2013 565<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Zielona<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

565 \u2013 590<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

\u017b\u00f3\u0142ta<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

590 \u2013 630<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Pomara\u0144czowa<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

630 \u2013 780<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Czerwona<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n\u00a0<\/b>\n

Budowa i zasada dzia\u0142ania diody LED<\/span><\/h2>\n

Podstaw\u0105 dzia\u0142ania diody LED, a wi\u0119c zamiany energii elektrycznej na fal\u0119 elektromagnetyczn\u0105, jest zaobserwowane w roku 1907 przez Henry\u2019ego Josepha Rounda <\/span>zjawisko elektroluminescencji<\/span> (st\u0105d nazwa <\/span>dioda elektroluminescencyjna<\/span>). Elektroluminescencja to emisja fal \u015bwietlnych przez niekt\u00f3re cia\u0142a sta\u0142e wywo\u0142ana przep\u0142ywem pr\u0105du elektrycznego. <\/span>Dioda LED<\/span> to struktura p\u00f3\u0142przewodnikowa zbudowana z warstwy p\u00f3\u0142przewodnika typu n, obszaru aktywnego p-n oraz warstwy p\u00f3\u0142przewodnika typu p. Do materia\u0142u typu p zamocowany jest metalowy kontakt \u2013 elektroda dodatnia, czyli <\/span>Anoda (A)<\/span>, a do materia\u0142u typu n-metalowa elektroda ujemna, czyli <\/span>Katoda (K)<\/span>.\u00a0<\/span><\/p>\n\u00a0<\/b>\n

\n<\/colgroup>\n\n\n
\n

P\u00f3\u0142przewodnik \u2013 <\/span>\u00a0materia\u0142 wykazuj\u0105cy zmian\u0119 w\u0142a\u015bciwo\u015bci przewodz\u0105cych pod wp\u0142ywem warunk\u00f3w zewn\u0119trznych, np. zmian temperatury czy zasilania pr\u0105dem elektrycznym. Zwykle s\u0105 to substancje krystaliczne. Najcz\u0119\u015bciej stosowane w przemy\u015ble elektronicznym to krzem Si i german Ge.<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n\u00a0<\/b>\n

Materia\u0142 typu p posiada nadmiar dziur (umowna nazwa dodatniego no\u015bnika \u0142adunku elektrycznego) w pa\u015bmie walencyjnym, gdzie w tym samym pa\u015bmie materia\u0142 typu n posiada nadmiar elektron\u00f3w. W momencie spolaryzowania takiej struktury w kierunku przewodzenia (Anoda zasilana biegunem dodatnim, Katoda ujemnym) nast\u0119puje przenikanie dziur i elektron\u00f3w do warstwy aktywnej z\u0142\u0105cza p-n. Przenikaniu towarzyszy emisja energii, kt\u00f3ra przyjmuje posta\u0107 kwantu \u015bwiat\u0142a (fotonu).<\/span><\/p>\n

<\/span><\/span><\/p>\n

D\u0142ugo\u015b\u0107 fali emitowanego przez z\u0142\u0105cze \u015bwiat\u0142a, czyli jego barwy, zale\u017cy od u\u017cytego do budowy z\u0142\u0105cza materia\u0142u. Poni\u017cej tabela, dla podstawowych barw.<\/span><\/p>\n\n

\n<\/colgroup>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

Barwa<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Symbol chemiczny<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

Nazwa zwi\u0105zku chemicznego<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

czerwona, podczerwona<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

AlGaAs<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

galo-arsenek glinu<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

zielona<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

AlGaP<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

fosforek glinowo-galowy<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

pomara\u0144czowa, \u017c\u00f3\u0142ta, zielona<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

AlGaInP<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

poczw\u00f3rny zwi\u0105zek glinu, galu, indu oraz fosforu<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

czerwona, pomara\u0144czowa, \u017c\u00f3\u0142ta<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

GaAsP<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

potr\u00f3jny zwi\u0105zek galu, arsenu i fosforu<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

czerwona, \u017c\u00f3\u0142ta, zielona<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

GaP<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

fosforek galu<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

niebieska, zielona<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

GaN<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

azotek galu<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

niebieska, ultrafioletowa, zielona<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

InGaN<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

potr\u00f3jny zwi\u0105zek indu, galu i azotu<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

niebieska<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

SiC, Al<\/span>2<\/span><\/span>O<\/span>3<\/span><\/span>, ZnSe<\/span><\/p>\n<\/td>\n

\n

w\u0119glik krzemu, tlenek glinu, selenek cynku<\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Jak dobra\u0107 zasilanie diody LED?<\/span><\/h2>\n

Dioda LED – napi\u0119cie i zasilanie<\/h3>\nWarto\u015b\u0107 minimalna napi\u0119cia zasilaj\u0105cego U, przy kt\u00f3rej dioda (z\u0142\u0105cze p-n) b\u0119dzie przewodzi\u0107 pr\u0105d, zwana jest napi\u0119ciem przewodzenia cz\u0119sto oznaczanym jako U<\/span>F<\/span><\/span> lub V<\/span>F<\/span><\/span> (z ang. Forward Voltage), z kolei warto\u015b\u0107 pr\u0105du w tym stanie oznaczana jest jako pr\u0105d przewodzenia I<\/span>F <\/span><\/span>(z ang. Forward Current). Te dwie warto\u015bci, czyli <\/span>napi\u0119cie<\/span> przewodzenia U<\/span>F<\/span><\/span> oraz pr\u0105d przewodzenia I<\/span>F<\/span><\/span>, to podstawowe parametry diody LED. Dodatkowo ze wzgl\u0119du na bezpiecze\u0144stwo diody podaje si\u0119<\/span> napi\u0119cie<\/span> przebicia (odwrotna polaryzacja diody \u2013 w kierunku zaporowym) oznaczane jako U<\/span>Z, <\/span><\/span>V<\/span>Z<\/span><\/span>, U<\/span>R<\/span><\/span> lub V<\/span>R<\/span><\/span>. Po jego osi\u0105gni\u0119ciu z\u0142\u0105cze ulega trwa\u0142emu uszkodzeniu (przebiciu). W <\/span>obszarze pracy zaporowej<\/span> definiuje si\u0119 r\u00f3wnie\u017c pr\u0105d oznaczany jako I<\/span>Z <\/span><\/span>lub I<\/span>R<\/span><\/span>. Aby zobrazowa\u0107 te parametry, warto pos\u0142u\u017cy\u0107 si\u0119 charakterystyk\u0105 pr\u0105dowo-napi\u0119ciow\u0105, kt\u00f3ra dla diody przedstawia si\u0119 nast\u0119puj\u0105co:<\/span>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Jak wida\u0107 na powy\u017cszym wykresie, <\/span>dioda LED<\/span> mo\u017ce pracowa\u0107 w dw\u00f3ch obszarach: obszarze przewodzenia (tym po\u017c\u0105danym przez nas) oraz w obszarze pracy zaporowej. Nale\u017cy pami\u0119ta\u0107, \u017ce praca diody w obszarze zaporowym jest dopuszczalna pod warunkiem, \u017ce nie przekroczymy napi\u0119cia wstecznego powy\u017cej granicy U<\/span>R<\/span><\/span>, bo wtedy pr\u0105d diody gwa\u0142townie ro\u015bnie i ulega przebiciu. Powr\u00f3\u0107my do obszaru przewodzenia. Aby<\/span> dioda LED<\/span> pracowa\u0142a poprawnie, czyli \u015bwieci\u0142a, nale\u017cy zasili\u0107 j\u0105 pr\u0105dem o nat\u0119\u017ceniu I<\/span>F<\/span><\/span> oraz napi\u0119ciem o warto\u015bci U<\/span>F<\/span><\/span> – to optymalny zestaw parametr\u00f3w zwanych punktem pracy. Optymalny punkt pracy diody to taki, w kt\u00f3rym <\/span>napi\u0119cie<\/span> i pr\u0105d maj\u0105 warto\u015bci zapewniaj\u0105ce prac\u0119 diody (chcemy, by \u015bwieci\u0142a maksymalnie jasno), ale te\u017c s\u0105 dla niej bezpieczne (nie skracaj\u0105 \u017cycia diody). Z charakterystyki wynika, \u017ce <\/span>zasilanie<\/span> diody napi\u0119ciem warto\u015bci U<\/span>F<\/span><\/span> owszem spowoduje jej za\u015bwiecenie, ale r\u00f3wnie\u017c gwa\u0142towny wzrost pr\u0105du, kt\u00f3ry powinni\u015bmy zatrzyma\u0107 na optymalnej warto\u015bci I<\/span>F<\/span><\/span>.<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Pami\u0119taj! Zasilaj\u0105c diod\u0119 LED napi\u0119ciem o warto\u015bci napi\u0119cia przewodzenia diody, nat\u0119\u017cenie pr\u0105du p\u0142yn\u0105cego przez diod\u0119 gwa\u0142townie wzro\u015bnie, co spowoduje jej uszkodzenie.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/span><\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

Tym sposobem poznali\u015bmy symbol diody LED na schemacie elektrycznym.\u00a0<\/span><\/p>



<\/b><\/p>

\u00a0<\/p>

Ma on posta\u0107 symbolu diody z dodatkowo naniesionymi strza\u0142kami sugeruj\u0105cymi emisj\u0119, a w tym przypadku emisj\u0119 \u015bwiat\u0142a. \u201cA\u201d oznacza elektrod\u0119 o nazwie Anoda spolaryzowan\u0105 dodatnio, \u201cK\u201d elektrod\u0119 ujemn\u0105 o nazwie Katoda spolaryzowan\u0105 ujemnie.<\/span><\/p>

Aby ograniczy\u0107 pr\u0105d I<\/span>F<\/span><\/span> do bezpiecznego poziomu, nale\u017cy wprowadzi\u0107 ograniczenie pr\u0105du w obwodzie \u2013 zastosowa\u0107 <\/span>rezystor<\/span> ograniczaj\u0105cy pr\u0105d o rezystancji R, \u0142\u0105cz\u0105c go szeregowo z diod\u0105, co przedstawia poni\u017cszy rysunek.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Przeanalizujmy powy\u017cszy obw\u00f3d. Naszym celem jest wyznaczenie takiej warto\u015bci rezystancji, aby nat\u0119\u017cenie pr\u0105du I<\/span>F<\/span><\/span> by\u0142o warto\u015bci\u0105 optymaln\u0105 dla zasilanej diody LED.<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Drugie prawo Kirchhoffa – w zamkni\u0119tym obwodzie elektrycznym suma spadk\u00f3w napi\u0119\u0107 na rezystancjach wyst\u0119puj\u0105cych w obwodzie r\u00f3wna jest sumie si\u0142 elektromotorycznych wyst\u0119puj\u0105cych w tym obwodzie.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Si\u0142\u0105 elektromotoryczn\u0105 w naszym obwodzie jest <\/span>napi\u0119cie<\/span> zasilaj\u0105ce U<\/span>Z<\/span><\/span>. Zgodnie z drugim prawem Kirchhoffa mo\u017cemy zapisa\u0107:<\/span><\/p>

U<\/span>Z<\/span><\/span> = U<\/span>R<\/span><\/span> + U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>

<\/colgroup>

Prawo Ohma g\u0142osi, \u017ce istnieje proporcjonalna zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy nat\u0119\u017ceniem pr\u0105du p\u0142yn\u0105cego przez przewodnik a napi\u0119ciem panuj\u0105cym mi\u0119dzy ko\u0144cami tego przewodnika.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Na podstawie prawa Ohma:<\/span><\/p>

U<\/span>R<\/span><\/span> = I<\/span>F<\/span><\/span> \u00d7 R<\/span><\/p>

Zatem po przekszta\u0142ceniu rezystancja R wynosi:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>R<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Przekszta\u0142caj\u0105c bilans napi\u0119\u0107 otrzymany z drugiego prawa Kirchhoffa, mamy:<\/span><\/p>

U<\/span>R<\/span><\/span> = U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p>

Zatem wz\u00f3r na rezystancj\u0119 opornika ograniczaj\u0105cego pr\u0105d diody do bezpiecznej warto\u015bci I<\/span>F<\/span><\/span> ma posta\u0107:<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

Zajrzyjmy do katalogu parametr\u00f3w diody LED.\u00a0<\/span><\/p>

<\/span><\/span><\/p>

Na podstawie tabeli:<\/span><\/p>

\u201eForward Current\u201d \u2013 pr\u0105d przewodzenia wynosi I<\/span>F<\/span><\/span> = 30 [mA]<\/span><\/p>

\u201eForward Voltage\u201d \u2013 <\/span>napi\u0119cie<\/span> przewodzenia wynosi U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,0 [V] (wybieramy warto\u015b\u0107 typow\u0105)<\/span><\/p>

Pami\u0119taj\u0105c o warunku\u00a0 U<\/span>Z<\/span><\/span> > U<\/span>F<\/span><\/span>, przyjmijmy<\/span> napi\u0119cie<\/span> zasilania U<\/span>Z<\/span><\/span> = 3 [V] (np. dwie po\u0142\u0105czone ze sob\u0105 baterie typu AA 1,5 [V]). Podstawiaj\u0105c warto\u015bci liczbowe do naszego wzoru na rezystancj\u0119, otrzymujemy:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

30[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Pami\u0119taj o sprowadzeniu warto\u015bci do wsp\u00f3lnego rz\u0119du jednostek:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

0,030[A]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

33,3333[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

30[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Aby zatem wysterowa\u0107 optymalnie diod\u0119 o parametrach podanych w przytoczonej karcie katalogowej, nale\u017cy po\u0142\u0105czy\u0107 z ni\u0105 w szereg <\/span>rezystor<\/span> o warto\u015bci 33 [\u2126] i zasili\u0107 napi\u0119ciem 3 [V]. Nale\u017cy jednak pami\u0119ta\u0107, \u017ce warto\u015bci rezystancji dost\u0119pnych opornik\u00f3w wynikaj\u0105 z typoszereg\u00f3w, innymi s\u0142owy nie zawsze b\u0119dziemy w stanie zakupi\u0107 opornik o rezystancji takiej, jak\u0105 otrzymamy z naszych oblicze\u0144. Co wtedy? Najbezpieczniej jest zawy\u017cy\u0107 warto\u015b\u0107 rezystancji do nast\u0119pnej w typoszeregu, dla przyk\u0142adu.<\/span><\/p>

Mamy dost\u0119pne rezystory z szeregu E12:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Szeregi g\u0142\u00f3wne<\/span><\/p><\/td><\/tr>

E6<\/span><\/p><\/td>

E12<\/span><\/p><\/td>

E24<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00b1 20%<\/span><\/p><\/td>

\u00b1 10%<\/span><\/p><\/td>

\u00b1 5%<\/span><\/p><\/td><\/tr>

1,0<\/span><\/p><\/td>

1,0<\/span><\/p><\/td>

1,0<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

1,1<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

1,2<\/span><\/p><\/td>

1,2<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

1,3<\/span><\/p><\/td><\/tr>

1,5<\/span><\/p><\/td>

1,5<\/span><\/p><\/td>

1,5<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

1,6<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

1,8<\/span><\/p><\/td>

1,8<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

2,0<\/span><\/p><\/td><\/tr>

2,2<\/span><\/p><\/td>

2,2<\/span><\/p><\/td>

2,2<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

2,4<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

2,7<\/span><\/p><\/td>

2,7<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

3,0<\/span><\/p><\/td><\/tr>

3,3<\/span><\/p><\/td>

3,3<\/span><\/p><\/td>

3,3<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

3,6<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

3,9<\/span><\/p><\/td>

3,9<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

4,3<\/span><\/p><\/td><\/tr>

4,7<\/span><\/p><\/td>

4,7<\/span><\/p><\/td>

4,7<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

5,1<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

5,6<\/span><\/p><\/td>

5,6<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

6,2<\/span><\/p><\/td><\/tr>

6,8<\/span><\/p><\/td>

6,8<\/span><\/p><\/td>

6,8<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

7,5<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

8,2<\/span><\/p><\/td>

8,2<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

9,1<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Zasilamy nasza katalogow\u0105 diod\u0119 zasilaczem o napi\u0119ciu 9,5 [V]<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

9,5[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

250[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

30[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Z tabeli wynika, \u017ce mamy dost\u0119pne dwie warto\u015bci 220[\u2126] lub 270[\u2126]. Sprawd\u017amy, jakie pop\u0142yn\u0105 pr\u0105dy dla takich warto\u015bci rezystancji, korzystaj\u0105c ze znanego nam wzoru:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

zatem<\/span><\/p>

<\/colgroup>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

R<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

9,5[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

0,034[A]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

34[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

220[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

9,5[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

0,0277[A]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

27,7[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

270[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Z wylicze\u0144 wynika, \u017ce stosuj\u0105c <\/span>rezystor<\/span> o warto\u015bci 220 [\u2126], ustalimy pr\u0105d diody na poziomie<\/span><\/p>

\u00a0\u00a0I<\/span>F<\/span><\/span> = 34 [mA], a wi\u0119c przekroczymy pr\u0105d katalogowy o ponad 10%.\u00a0<\/span><\/p>

W drugim przypadku stosuj\u0105c <\/span>rezystor<\/span> o warto\u015bci 270 [\u2126], ustalimy pr\u0105d diody na poziomie<\/span><\/p>

\u00a0\u00a0I<\/span>F<\/span><\/span> = 27,7 [mA], a wi\u0119c niewiele poni\u017cej warto\u015bci katalogowej. Wskazane jest zastosowanie rezystora o wi\u0119kszej warto\u015bci, poniewa\u017c w pierwszym przypadku nasza dioda b\u0119dzie \u015bwieci\u0107 ja\u015bniej, ale skr\u00f3cimy jej \u017cywotno\u015b\u0107.<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Pami\u0119taj o parametrze rezystora, jakim jest maksymalna moc strat!<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Moc rezystora okre\u015blisz za pomoc\u0105 nast\u0119puj\u0105cej zale\u017cno\u015bci:<\/span><\/p>

P = U \u00d7 I<\/span><\/p>

gdzie P to moc wyra\u017cona w watach [W]. Dla dobranego przez nas rezystora (33 [\u2126]) mamy zatem:<\/span><\/p>

P = U<\/span>R<\/span><\/span> \u00d7 I<\/span>F<\/span><\/span><\/p>

P = 1[V] \u00d7 0,03[A] = 0,03[W] = 30[mW]<\/span><\/p>

Z oblicze\u0144 wynika, \u017ce potrzebujemy rezystora o mocy co najmniej 30 [mW].<\/span><\/p>

Dobierz odpowiedni rezystor – LED<\/h2>

Powy\u017cej wykonali\u015bmy obliczenia na podstawie danych katalogowych producenta diody LED. Co je\u015bli tych danych nie mamy? Diody LED dzieli si\u0119 na dwie podstawowe grupy: diody LED o ma\u0142ej mocy (od oko\u0142o 30 do 150 [mW]) oraz diody LED du\u017cej mocy si\u0119gaj\u0105cej kilkudziesi\u0119ciu wat\u00f3w zwane potoczenie diodami \u201epower LED\u201d. Diody \u015bwiec\u0105ce LED zasilane s\u0105 napi\u0119ciem sta\u0142ym o warto\u015bci kilku wolt\u00f3w, a warto\u015b\u0107 tego napi\u0119cia jest zale\u017cna od energii emitowanych foton\u00f3w (\u201ecz\u0105stek\u201d fali \u015bwietlnej), a inaczej m\u00f3wi\u0105c barwy emitowanego \u015bwiat\u0142a. Im wy\u017csza jest ta energia, tym wi\u0119ksze<\/span> napi\u0119cie<\/span> zasilaj\u0105ce. Orientacyjne warto\u015bci napi\u0119\u0107 w zale\u017cno\u015bci od barwy diody przedstawione zosta\u0142y poni\u017cej.<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

IR<\/span><\/p><\/td>

Podczerwona<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 0,8 \u2013 1,6 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

RED<\/span><\/p><\/td>

Czerwona<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 1,7 \u2013 2,2 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

ORANGE<\/span><\/p><\/td>

Pomara\u0144czowa<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 1,8 \u2013 2,3 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

YELLOW<\/span><\/p><\/td>

\u017b\u00f3\u0142ta<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 1,9 \u2013 2,5 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

GREEN<\/span><\/p><\/td>

Zielona<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,0 \u2013 2,7 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

BLUE<\/span><\/p><\/td>

Niebieska<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 3,0 \u2013 3,8 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

UV<\/span><\/p><\/td>

Ultrafioletowa<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 3,0 \u2013 3,8 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr>
\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>

WHITE<\/span><\/p><\/td>

Bia\u0142a<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,8 \u2013 4 [V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td>\u00a0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Typowa warto\u015b\u0107 napi\u0119cia przewodzenia diod ma\u0142ej mocy mie\u015bci si\u0119 w zakresie U<\/span>F<\/span><\/span> = 0,8 \u2013 4,2 [V], bezpieczna warto\u015b\u0107 nat\u0119\u017cenia pr\u0105du I<\/span>F<\/span><\/span> oko\u0142o 20 [mA].\u00a0<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

Jak dobra\u0107 zasilanie dla wi\u0119kszej ilo\u015bci diod LED? Jaki rezystor do diody?<\/span><\/h2>

Po\u0142\u0105cz<\/span>e<\/span>nie r\u00f3wnoleg\u0142e<\/span><\/h3>

Jednym ze sposob\u00f3w na <\/span>zasilanie<\/span> kilku diod LED ze wsp\u00f3lnego \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania jest ich po\u0142\u0105czenie r\u00f3wnoleg\u0142e. W torze ka\u017cdej diody pod\u0142\u0105czamy szeregowo z diod\u0105 <\/span>rezystor<\/span> o oporno\u015bci, kt\u00f3r\u0105 musimy wyznaczy\u0107. <\/span>Dob\u00f3r rezystora do diody<\/b><\/span> jest wi\u0119c istotnym krokiem, kt\u00f3ry powinien zosta\u0107 wykonany z nale\u017cyta staranno\u015bci\u0105.
<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/span><\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

Obliczanie rezystora do diody – metody<\/h2>

Jak obliczy\u0107 rezystor do diody? Metodologia obliczania warto\u015bci rezystora jest taka sama jak w opisanym wcze\u015bniej\u00a0 przyk\u0142adzie dla uk\u0142adu z jedn\u0105 diod\u0105. Ka\u017cd\u0105 diod\u0119 rozpatrujemy oddzielnie. Je\u015bli diody D<\/span>1<\/span><\/span>, D<\/span>2<\/span><\/span> oraz D<\/span>3<\/span><\/span> tego samego typu mo\u017cemy wykona\u0107 jedno obliczenie ze wzoru:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

<\/colgroup>

Zalety po\u0142\u0105czenia r\u00f3wnoleg\u0142ego:<\/span><\/p>

+ niskie napi\u0119cie zasilaj\u0105ce (pami\u0119taj o warunku U<\/span>Z<\/span><\/span>>U<\/span>F<\/span><\/span>),<\/span><\/p>

+ uszkodzenie jednej diody nie wp\u0142ywa na dzia\u0142anie pozosta\u0142ych,<\/span><\/p>

+ mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u0142\u0105czenia diod o r\u00f3\u017cnych napi\u0119ciach przewodzenia (dobierz do ka\u017cdej\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0\u00a0\u00a0odpowiedni rezystor,<\/span><\/p>

+ niskie ryzyko przekroczenia pr\u0105du I<\/span>F<\/span><\/span> w przypadku, gdy rzeczywiste napi\u0119cie\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0\u00a0\u00a0przewodzenia diody U<\/span>F<\/span><\/span> oka\u017ce ni\u017csze ni\u017c przyj\u0119te do oblicze\u0144.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Wady po\u0142\u0105czenia r\u00f3wnoleg\u0142ego:<\/span><\/p>

– wymusza wi\u0119kszy pr\u0105d ze \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania (suma pr\u0105d\u00f3w I<\/span>F<\/span><\/span> z poszczeg\u00f3lnych diod),<\/span><\/p>

– konieczno\u015b\u0107 stosowania wielu rezystor\u00f3w (dla ka\u017cdej diody osobny <\/span>rezystor<\/span>).<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Pami\u0119taj! W przypadku, gdy zasilane diody maj\u0105 r\u00f3\u017cne barwy \u015bwiat\u0142a, ich napi\u0119cia przewodzenia mog\u0105 si\u0119 r\u00f3\u017cni\u0107 na tyle, \u017ce konieczne b\u0119dzie zastosowanie innej warto\u015bci rezystora dla ka\u017cdej z nich.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Po\u0142\u0105czenie r\u00f3wnoleg\u0142e – klasyczny b\u0142\u0105d<\/span><\/h3>

Bardzo cz\u0119stym b\u0142\u0119dem pope\u0142nianym w uk\u0142adach zasilania diod w po\u0142\u0105czeniu r\u00f3wnoleg\u0142ym jest stosowanie jednego wsp\u00f3lnego rezystora ograniczaj\u0105cego pr\u0105d.<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/span><\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Zasilanie<\/span> poprzez jeden <\/span>rezystor<\/span> ograniczaj\u0105cy wielu diod po\u0142\u0105czonych r\u00f3wnolegle nie zapewnia w\u0142a\u015bciwego i bezpiecznego dla diod rozp\u0142ywu pr\u0105d\u00f3w.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Wyznaczmy warto\u015b\u0107 rezystancji opornika R dla takiego uk\u0142adu.<\/span><\/p>

W tym celu pos\u0142u\u017cymy si\u0119 jeszcze raz parametrami diody z karty katalogowej, a wi\u0119c pr\u0105d przewodzenia I<\/span>F<\/span><\/span> = 30 [mA], <\/span>napi\u0119cie<\/span> przewodzenia U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,0 [V]. Zak\u0142adamy, \u017ce diody D<\/span>1<\/span><\/span>, D<\/span>2 <\/span><\/span>oraz D<\/span>3<\/span><\/span> s\u0105 identyczne. Nasz <\/span>rezystor<\/span> musi zatem ograniczy\u0107 pr\u0105d ze \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania do warto\u015bci sumy pr\u0105d\u00f3w\u00a0 I<\/span>F1<\/span><\/span> + I<\/span>F2<\/span><\/span> + I<\/span>F3 <\/span><\/span>= I<\/span>R<\/span><\/span>. A wynika to z pierwszego prawa Kirchhoffa.<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Drugie prawo Kirchhoffa m\u00f3wi, \u017ce algebraiczna suma nat\u0119\u017ce\u0144 pr\u0105d\u00f3w wp\u0142ywaj\u0105cych i wyp\u0142ywaj\u0105cych dla w\u0119z\u0142a obwodu elektrycznego jest r\u00f3wna zeru.\u00a0<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

W naszym przypadku drugie prawo Kirchhoffa ma posta\u0107:<\/span><\/p>

I<\/span>R<\/span><\/span> – I<\/span>F1<\/span><\/span> + I<\/span>F2<\/span><\/span> + I<\/span>F3 <\/span><\/span>= 0<\/span><\/p>

Do w\u0119z\u0142a wp\u0142ywa pr\u0105d I<\/span>R<\/span><\/span>, kt\u00f3ry rozdziela si\u0119 na trzy pr\u0105dy: I<\/span>F1<\/span><\/span>, I<\/span>F2<\/span><\/span> oraz I<\/span>F3<\/span><\/span>. Wr\u00f3\u0107my do naszego opornika R.<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

3[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

30[mA] + 30[mA] + 30[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

1[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

90[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

1[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

0,090[A]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

\u2248\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

11[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Przeanalizujmy, co sta\u0142oby si\u0119 w naszym obwodzie, gdyby jedna z diod uleg\u0142a uszkodzeniu i stanie si\u0119 przerw\u0105 w obwodzie. Z trzech pr\u0105d\u00f3w: I<\/span>F1<\/span><\/span> + I<\/span>F2<\/span><\/span> + I<\/span>F3<\/span><\/span> p\u0142yn\u0105 dwa. <\/span>Rezystor<\/span> zosta\u0142 dobrany tak, \u017ce ogranicza pr\u0105d w obwodzie do 90 [mA], a to oznacza, \u017ce suma nat\u0119\u017ce\u0144 trzech pr\u0105d\u00f3w (90 [mA]) rozdzieli si\u0119 na dwa pr\u0105dy o warto\u015bci po 45 [mA]. Zatem przez diody o pr\u0105dzie I<\/span>F<\/span><\/span> = 30 [mA] pop\u0142yn\u0105 o 50% wi\u0119ksze pr\u0105dy o warto\u015bci 45 [mA]! Taka sytuacja mo\u017ce doprowadzi\u0107 do uszkodzenia pozosta\u0142ych dw\u00f3ch diod.<\/span><\/p>

Po\u0142\u0105czenie szeregowe<\/span><\/h3>

Drugim sposobem zasilania diod jest uk\u0142ad szeregowy. W szereg z rezystorem ograniczaj\u0105cym pr\u0105d \u0142\u0105czymy diody jedna za drug\u0105. <\/span>Jak dobra\u0107 rezystor<\/span> w takim uk\u0142adzie?<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/span><\/span><\/p>

<\/colgroup>

W obwodzie szeregowym przez wszystkie elementy p\u0142ynie jeden pr\u0105d o tym samym nat\u0119\u017ceniu.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Zgodnie z t\u0105 zasad\u0105 pr\u0105d I<\/span>R<\/span><\/span>, kt\u00f3rego warto\u015b\u0107 wyniknie z rezystancji R oraz warto\u015bci napi\u0119cia zasilaj\u0105cego U<\/span>Z<\/span><\/span> pop\u0142ynie przez diody, a zatem<\/span> rezystor<\/span> powinien mie\u0107 tak dobran\u0105 rezystancj\u0119, aby I<\/span>R<\/span><\/span> = I<\/span>F<\/span><\/span>.<\/span><\/p>

Zgodnie z drugim prawem Kichhoffa zapisujemy:<\/span><\/p>

U<\/span>Z<\/span><\/span> = U<\/span>R<\/span><\/span> + U<\/span>F1<\/span><\/span> + U<\/span>F2<\/span><\/span> + U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>

<\/colgroup>

Prawo Ohma g\u0142osi, \u017ce istnieje proporcjonalna zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy nat\u0119\u017ceniem pr\u0105du p\u0142yn\u0105cego przez przewodnik a napi\u0119ciem panuj\u0105cym mi\u0119dzy ko\u0144cami tego przewodnika.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Na podstawie prawa Ohma:<\/span><\/p>

U<\/span>R<\/span><\/span> = I<\/span>F<\/span><\/span> \u00d7 R<\/span><\/p>

Zatem po przekszta\u0142ceniu rezystancja R wynosi:<\/span><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>R<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Przekszta\u0142caj\u0105c bilans napi\u0119\u0107, otrzymany z drugiego prawa Kirchhoffa mamy:<\/span><\/p>

U<\/span>R<\/span><\/span> = U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F1<\/span><\/span> – U<\/span>F2<\/span><\/span> – U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

Zatem wz\u00f3r na rezystancj\u0119 opornika ograniczaj\u0105cego pr\u0105d diody do bezpiecznej warto\u015bci I<\/span>F<\/span><\/span> ma posta\u0107:<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F1<\/span><\/span> – U<\/span>F2<\/span><\/span> – U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

I<\/span>F<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Zastosujmy powy\u017cszy wz\u00f3r praktycznie. Za\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce mamy 3 diody zielone o napi\u0119ciu U<\/span>F<\/span><\/span> w zakresie 2,0 do 2,7 [V] i pr\u0105d przewodzenia I<\/span>F<\/span><\/span> dla diod ma\u0142ej mocy rz\u0119du 20 [mA]. Najpierw <\/span>napi\u0119cie<\/span> zasilania. Pami\u0119tamy o warunku U<\/span>Z<\/span><\/span>>U<\/span>F<\/span><\/span>, kt\u00f3ry w naszym przypadku przyjmie posta\u0107:<\/span><\/p>

U<\/span>Z<\/span><\/span> > U<\/span>F1<\/span><\/span> + U<\/span>F2<\/span><\/span> + U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p>

Poniewa\u017c nie znamy dok\u0142adnie warto\u015bci napi\u0119cia ani przewodzenia diod, a jedynie jego zakres, powinni\u015bmy przyj\u0105\u0107 gorszy wariant, czyli maksymaln\u0105 warto\u015b\u0107: 2,7 [V]. Zatem:<\/span><\/p>

U<\/span>Z<\/span><\/span> > 2,7[V] +\u00a0 2,7[V] + 2,7[V]\u00a0<\/span><\/p>

U<\/span>Z<\/span><\/span> > 8,1[V]<\/span><\/p>

Nale\u017cy zatem zastosowa\u0107 \u017ar\u00f3d\u0142o zasilania o napi\u0119ciu powy\u017cej 8,1 [V]. Przyjmijmy 9 [V].<\/span><\/p>

Obliczamy rezystancj\u0119 opornika. Nale\u017ca\u0142oby rozpatrzy\u0107 teraz dwa przypadki. Obliczy\u0107 rezystancj\u0119 dla napi\u0119cia U<\/span>F<\/span><\/span> = 2[V] oraz dla U<\/span>F<\/span><\/span> = 2,7[V]<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2,7[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

9[V] \u2013 2,7[V] \u2013 2,7[V] \u2013 2,7[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

20[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2,7[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

0,9[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

20[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2,7[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

0,9[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

0,020[A]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2,7[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

45[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Sp\u00f3jrzmy w tabel\u0119 szeregu E12 rezystor\u00f3w\u00a0 \u2013 najbli\u017cszy dost\u0119pny to 47 [\u2126], zatem przyjmujemy R<\/span>2,7[V]<\/span><\/span> = 47 [\u2126].<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

9[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

20[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

3[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

20[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

3[V]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

0,020[A]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

R<\/span><\/p><\/td>

2[V]<\/span><\/span> =\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

150[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Sp\u00f3jrzmy w tabel\u0119 szeregu E12 rezystor\u00f3w – tym razem trafili\u015bmy idealnie w szereg, zatem R<\/span>2[V]<\/span><\/span> = 150 [\u2126]. Dobrali\u015bmy dwa oporniki. Zobaczmy, co sta\u0142oby si\u0119 w uk\u0142adzie, gdyby\u015bmy zastosowali opornik obliczony dla napi\u0119cia 2,7 [V], gdy w rzeczywisto\u015bci okaza\u0142oby si\u0119, \u017ce U<\/span>F<\/span><\/span> diod wynosi jednak m2 [V]? Obliczmy, jaki pop\u0142ynie pr\u0105d.<\/span><\/p>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

I<\/span>F2[V]<\/span><\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

U<\/span>Z<\/span><\/span> – U<\/span>F1<\/span><\/span> – U<\/span>F2<\/span><\/span> – U<\/span>F3<\/span><\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

R<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

I<\/span>F2[V]<\/span><\/span><\/p><\/td>

=\u00a0\u00a0<\/span><\/p><\/td>

\u00a0<\/td>

9[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V] \u2013 2[V]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

0,064[A]<\/span><\/p><\/td>

\u2248<\/span><\/p><\/td>

64[mA]<\/span><\/p><\/td><\/tr>

\u00a0<\/td>

47[\u2126]<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Pop\u0142ynie pr\u0105d I<\/span>F2 [V]<\/span><\/span> = 64 [mA]! To ponad 3 razy wi\u0119cej ni\u017c zak\u0142adany pr\u0105d przewodzenia diody. Z pewno\u015bci\u0105 dosz\u0142oby do uszkodzenia diod.<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Pami\u0119taj! Dobieraj\u0105c <\/span>rezystor<\/span> ograniczaj\u0105cy, nie znaj\u0105c napi\u0119cia przewodzenia diody, zawsze przyjmij minimaln\u0105 warto\u015b\u0107 zakresu napi\u0119cia przewodzenia.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

Je\u015bli chcesz zoptymalizowa\u0107 prac\u0119 diod zar\u00f3wno w uk\u0142adzie szeregowym, jak i r\u00f3wnoleg\u0142ym, zbuduj uk\u0142ad testowy z u\u017cyciem opornika ograniczaj\u0105cego dobranego dla minimalnej warto\u015bci napi\u0119cia przewodzenia U<\/span>F<\/span><\/span>, zmierz woltomierzem spadek napi\u0119cia na diodzie, uzyskuj\u0105c rzeczywist\u0105 warto\u015b\u0107 napi\u0119cia zastosowanej diody U<\/span>F<\/span><\/span> i ponownie przelicz opornik.<\/span><\/p>

<\/colgroup>

Zalety po\u0142\u0105czenia szeregowego:<\/span><\/p>

+ jeden rezystor ograniczaj\u0105cy,<\/span><\/p>

+ niska obci\u0105\u017calno\u015b\u0107 pr\u0105dowa \u017ar\u00f3d\u0142a zasilania,<\/span><\/p>

+ mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u0142\u0105czenia diod o r\u00f3\u017cnych napi\u0119ciach przewodzenia.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

\u00a0<\/b><\/p>

<\/colgroup>

Wady po\u0142\u0105czenia szeregowego:<\/span><\/p>

– wymusza zastosowanie \u017ar\u00f3de\u0142 zasilania o du\u017co wy\u017cszych napi\u0119ciach ni\u017c po\u0142\u0105czenie\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0\u00a0r\u00f3wnoleg\u0142e (suma spadk\u00f3w napi\u0119\u0107 U<\/span>F<\/span><\/span> na poszczeg\u00f3lnych diodach),<\/span><\/p>

– du\u017ce ryzyko przekroczenia pr\u0105du I<\/span>F<\/span><\/span> w przypadku, gdy rzeczywiste <\/span>napi\u0119cie<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0\u00a0przewodzenia diody U<\/span>F<\/span><\/span> oka\u017ce si\u0119 ni\u017csze ni\u017c przyj\u0119te do oblicze\u0144.<\/span><\/p><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>

Wiesz ju\u017c, jak wa\u017cne jest odpowiednie <\/span>zasilanie<\/span> i jak\u0105 rol\u0119 pe\u0142ni <\/span>rezystor<\/span> w uk\u0142adach zasilania diod elektroluminescencyjnych, jak go dobra\u0107 i jakie uk\u0142ady zasilania stosowa\u0107, a tak\u017ce jakie s\u0105 ich wady i zalety. Nadszed\u0142 czas, aby\u015b wiedz\u0119 teoretyczn\u0105 zastosowa\u0142 w praktyce. Do dzie\u0142a<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
\n

Dobieranie rezystora do diody – FAQ<\/h2>\n\n
\n
\n