Yhdistän Raspberry Pi: n lediin ja tämä video-opetusohjelma sanoo, että tarvitsen 270 Ω vastuksia. Minulla on vain 100 Ω, 1 kΩ ja 10 kΩ vastuksia. Onko okei, jos käytän 1 kΩ vastusta?
Sarjavastuksen valinta LEDille:
Sinun on tiedettävä LEDisi lähtöjännite (Vf datalehdessä) Tämä vaihtelee värillä. Esimerkiksi tyypillisen punaisen LEDin VF on ~ 2V, sinisen LEDin Vf on ~ 3,5V.
Sitten sinun on päätettävä, mistä hetkestä haluat käyttää LEDiäsi. Sen on oltava tietolomakkeessa määritetyn jatkuvan maksimivirran (Imax) alapuolella. Tyypillisen 5 mm: n merkkivalon (kuten opetusohjelmassa) Imax on 20 mA.
Karkeana ohjeena tämäntyyppisille LEDeille se on vain näkyvissä 1-2 mA: n virralla ja melko käyttökelpoinen sisäilmaisimelle 5-10 mA. 20mA: n lämpötilassa se on erittäin kirkas (tuskallisesti, joten jos erittäin kirkas LED on liian lähellä)
Sanotaan, että menet 10mA: iin ja sinulla on punainen LED, jonka VF on 2 V. Oletan, että Rpi-syöttöjännite on 3,3 V, joten korkea nastalähtö on 3,3 V. Vastus menee sarjaan LEDin kanssa. Vastuksen yli oleva jännite on syöttöjännite miinus LED Vf. Näiden tietojen perusteella vastuksen arvon laskemiseen käytämme Ohmin lakia:
R = V / I = (3,3 V - 2 V) / 0,010A = 130Ω
Jos syöttöjännite on pienempi kuin LED Vf , yllä olevaa kaavaa ei sovelleta (syötteen V on oltava> Vf) LED ei syty (jos hieman alle Vf voi virrata pieni määrä virtaa, katso alla olevaa IC-käyrää, se ei ole täysin terävä kulma merkityssä kohdassa Vd [alias Vf]) Katso ratkaisun lopussa oleva muokkaus.
Joten voisit käyttää 100Ω: n vastusta ja LED-virtasi olla 13mA ((3.3V - 2V) / 100Ω = 13mA), jonka tulisi olla useimpien tavallisten LEDien teknisten tietojen sisällä. 1 kΩ: n vastuksella LED on melko himmeä vain 1,3 mA: n kohdalla.
Siinä tapauksessa, että ihmettelet, miksi LEDien jännite näyttää olevan kiinteä tietyllä jännitteellä, se ei ole niin yksinkertaista, mutta hyödyllinen likiarvo. Koska LED on eräänlainen diodi, kun sen yli kulkeva jännite on pienempi kuin Vf, LED näyttää erittäin suurelta impedanssilta eikä virtaa kulje. Kun LED saavuttaa Vf: n, virta nousee hyvin jyrkästi pienen jännitteen muutoksen vuoksi, joten se näyttää yhtäkkiä matalalta impedanssilta. Tämä tarkoittaa, että jos asetamme vastuksen sarjaan sen kanssa, voimme valita laajan virtavalikoiman vain pienelle muutokselle Vf: ssä.
Tämän havainnollistamiseksi on tarkasteltava tätä kaaviota, joka näyttää tyypillisen diodien IV-käyrän (virta suhteessa jännitteeseen):
Näet, kun jännite saavuttaa pisteen Vd, virta nousee voimakkaasti hyvin pienen jännitteen muutoksen vuoksi, joten voimme " valitse "virta missä tahansa tällä alueella ja saat samanlaisen jännitteen.
Entä LEDien käyttäminen, kun Vf on suurempi kuin käytettävissä oleva syöttöjännite?
Tässä tapauksessa meidän on lisättävä jännitettä, ja onneksi käytettävissä on monia halpoja IC: itä tekemään tämä meille. Ne ovat eri kartioissa ja käyttävät lineaarista, vakiovirtaista, buck / boost (kytketty induktori) ja latauspumpun (kytketty kondensaattori) topologioita.
Esimerkiksi NCP5006 ajaa jopa 5 valkoista / sinistä LEDiä sarjassa 2,7 - 5,5 V: n virtalähteestä:
Monikanavavalinnalla, joka voi ohjata kutakin LEDiä erikseen, lataus pumppupohjainen TPS60250 ohjaa jopa 7 valkoista / sinistä LEDiä 3 V: n tulosta. I2C: tä käytetään ohjausrajapinnassa:
Nämä valittiin satunnaisesti Farnellin yli 700 vaihtoehdosta (kohdassa "LED-ohjain" ja valittuna olevat tehostamis- / latauspumpuvaihtoehdot)
1K toimii hyvin. Vaihtoehtoisesti kolme 100 ohmin sarjavastusta antaa sinulle 300 ohmia, mikä on niin lähellä 270, että et tiedä eroa. Mutta jompikumpi tapa on hieno, jos haluat vain tarkkailla LEDin syttymistä tai sammumista.
Tarvitsemme siihen Ohmin lain ja Kirchhoffin jännitelain (KVL). KVL sanoo, että suljetun silmukan jännitteiden kokonaismäärä on nolla. RPi: n lähtöjännite on annettu, se on 3,3 V. LED: n jännite on myös enemmän tai vähemmän vakio, vaikka se riippuu väristä, sillä punainen LED 2 V on tyypillinen arvo. Sitten on jäljellä vain yksi komponentti, ja se on vastus, jonka Kirchhoffin vuoksi sen yli on 3,3 V - 2 V = 1,3 V.
Vastus ohjaa virtaa LEDin kautta. Ohm sanoo, että virta on jännite / vastus, tai toisin sanoen vastus = jännite / virta. Indikaattori-LED määritetään usein 20 mA: lla (70% Digikeyn 15 000 LEDistä on). He työskentelevät vähemmän virralla, mutta loistavat vähemmän kirkkaasti. Oletetaan siis, että sinulla on 20 mA: n LED ja valitset 20 mA: n, koska haluat myös nähdä sen syttyvän kirkkaana aurinkoisena päivänä. Tällöin vastuksen tulisi olla
\ $ R = \ dfrac {V} {I} = \ dfrac {1.3 V} {20 mA} = 65 \ Omega \ $
Jos vain 100 Ω vastuksia, voit tehdä 65 Ω asettamalla kaksi 100 Ω sarjaan ja kolmannen rinnakkain sen kanssa. Tai voit kokeilla vain 100 Ω: lla, sitten
\ $ I = \ dfrac {1.3 V} {100 \ Omega} = 13 mA \ $
Tarkista joka tapauksessa aina LEDin datalehti eteenpäin suuntautuvalle jännitteen pudotukselle ja suurimmalle sallitulle virralle. Etupuolen jännite voidaan mitata myös käyttämällä sarjavastuksen turvallista arvoa (1 kΩ on hieno).