نحوه محاسبه مقدار و توان مقاومت سری با LED

در این پست از سایت اِمیک, با نحوه محاسبه مقدار و توان مقاومت سری با LED یا به عبارت دیگر با نحوه محاسبه مقاومت مورد نیاز برای راه اندازی و روشن کردن LED اشنا خواهید شد. همانطور که می دانید LED های مختلف دارای ولتاژ و جریان مختلفی برای راه اندازی هستند, بنابراین هر LED با توجه به ولتاژ و جریان مورد نیازش و همچنین ولتاژ تغذیه نیاز به یک مقاومت با مقدار مشخص و توان مشخصی دارد. ما نمی توانیم به عنوان مثال یک LED سه ولت را بطور مستقیم با استفاده از ولتاژ 5 یا 12 و… روشن کنیم چون در این صورت LED می سوزد, بنابراین با سری کردن یک مقاومت با LED ولتاژ به عنوان مثال 12 ولت تغذیه را متناسب با ولتاژ LED کاهش می دهیم. به همین دلیل است که در مدارات مختلف معمولا یک مقاومت با LED ها سری می کنند. همانطور که گفته شد در ادامه ما نحوه محاسبه مقدار این مقاومت و همچنین توان ان را یاد خواهیم گرفت تا در هر مداری که نیاز به استفاده از LED داشتیم به راحتی بتوانیم مناسبت ترین مقدار مقاومت را برای ان انتخاب کنیم.

ما برای محاسبه مقدار مقاومت نیاز به یک سری اطلاعات داریم, ما باید ولتاژ مورد نیاز LED و همچنین جریان مورد نیاز LED را بدانیم که می توانید در دیتاشیت LED مورد نظر این اطلاعات را پیدا کنید یا اینکه هنگام خرید از فروشنده سوال کنید که ولتاژ و جریان مورد نیاز LED را به شما بگوید. همچنین ما باید مقدار ولتاژ تغذیه را هم بدانیم که چند ولت هست, مثلا تغذیه ما 12 ولته یا 20 ولته یا… که این مقدار مشخصه, اگر هم به عنوان مثال می خواهید LED را در قسمتی از یک مدار استفاده کنید که ممکن است ولتاژ ان نقطه با ولتاژ منبع تغذیه اصلی یکی نباشد, به راحتی می توانید با استفاده از یک مولتی متر ولتاژ ان نقطه را اندازه بگیرید.

مدار زیر را در نظر بگیرید, در این مدار مقدار ولتاژ تغذیه با Vs , مقدار ولتاژ مورد نیاز LED با Vf , جریان مورد نیاز LED با i و مقاومت نیز که در ادامه نحوه محاسبه مقدار ان را یاد خواهیم گرفت با R مشخص شده است.

با استفاده از فرمول زیر می توانیم مقدار مقاومت مورد نیاز را برحسب اهم بدست بیاوریم.

• R : مقاومت مورد نیاز LED برحسب اهم
• Vs : ولتاژ تغذیه برحسب ولت
• Vf : ولتاژ LED بر حسب ولت
• i : جریان LED بر حسب امپر

به عنوان مثال من مشخصات یک LED پنج میلی متری زرد مات معمولی را که مطالعه کردم, گفته شده بود ولتاژ ان می تواند بین 1.9 تا 2.1 ولت باشد و جریان ان نیز بین 5 تا 10 میلی امپر, که من ولتاژ و جریان مورد نیاز ان را 2 ولت و 10 میلی امپر در نظر می گیرم و با فرض اینکه ولتاژ تغذیه ما برابر با 5 ولت باشد, طبق فرمول بالا مقدار مقاومت مورد نیاز ان 300 اهم بدست می اید. همانطور که می دانید مقاومت ها دارای یک رنج استاندارد می باشند و ما باید این مقدار بدست امده را به نزدیکترین مقاومت استاندارد گرد کنیم که 330 اهم مناسب ترین گزینه می باشد.

حالا فرض کنیم که همین LED را با ولتاژ تغذیه 12 ولت بخواهیم روشن کنیم در این شرایط مقدار مقاومت ما 1 کیلو اهم بدست می اید که 1 کیلو خود در رنج استاندارد است و نمی خواهد ان را گرد کنیم.

علاوه بر انتخاب مقدار مناسب برای مقاومت ما نیاز است که توان ان مقاومت را هم محاسبه کنیم. برای مثال هایی که در بالا گفتم مقاومت 1/4 وات معمولی کافی می باشد ولی در صورتی که مقدار ولتاژ تغذیه ما خیلی بالا باشد و یا اینکه جریان مورد نیاز LED ما بالا باشد, در این شرایط مقاومت 1/4 وات معمولی دیگر کافی نیست و لازم است که از مقاومت با توان یا وات بالاتری استفاده کنیم. فرمول محاسبه توان یا وات مقاومت بصورت زیر است:

• P : توان مقاومت بر حسب وات
• i : جریان عبوری از مقاومت که برابر با جریان LED است, برحسب امپر
• V : ولتاژ دو سر مقاومت برحسب ولت

به عنوان مثال مشخصات یک LED یک وات سفید مهتابی را که بررسی کردم, ولتاژ ان 3.4 ولت بود و جریان ان نیز بین 120 تا 200 میلی امپر, که من ولتاژ مورد نیاز ان را 3.4 ولت و جریان ان را 200 میلی امپر در نظر می گیرم و با فرض اینکه ولتاژ تغذیه ما برابر با 12 ولت باشد, طبق فرمول محاسبه مقاومت مقدار مقاومت مورد نیاز ان برابر با 43 اهم بدست می اید که با گرد کردن ان به رنج استاندارد مقاومت ها مقدار 47 اهم مناسب ترین گزینه می باشد. حالا باید توان مقاومت را محاسبه کنیم, برای محاسبه توان مقاومت ما نیاز به دو مقدار جریان عبوری از مقاومت و ولتاژ دو سر مقاومت داریم. جریان عبوری از مقاومت که برابر با جریان LED می باشد, یعنی برای این مثال جریان عبوری از مقاومت 200 میلی امپر است. ولتاژ دو سر مقاومت نیز با کم کردن ولتاژ LED از ولتاژ تغذیه بدست می اید, در این مثال ولتاژ تغذیه برابر با 12 ولت است که با کم کردن ولتاژ LED یعنی 3.4 ولت از ان حاصل برابر با 8.6 ولت می شود که این مقدار همان ولتاژ دو سر مقاومت است. طبق فرمول توان با ضرب i که برابر با 200 میلی امپر است در V که برابر با 8.6 ولت است, توان مقاومت ما 1.72 وات بدست می اید. معمولا توانی که در نهایت انتخاب می شود دو برابر یا بیشتر از توانی است که بدست می اوریم, بنابراین از مقاومت 3 وات به بالا باید استفاده کرد.

سعی کردم که بصورت خلاصه و مفید نحوه انتخاب مقاومت مناسب برای LED را توضیح بدهم, امیدوارم که برای شما مفید باشد. اگر سوالی داشتید می تونید در قسمت نظرات مطرح کنید.

نظر یادتون نره…