Светодиод


Светодиод — вид диода, представляет собой полупроводниковый прибор, способный излучать свет при пропускании через него электрического тока в прямом направлении, от анода (+) к катоду (-).
Для того чтобы правильно включить светодиод в электрическую цепь, необходимо отличать катод от анода. Сделать это можно по двум признакам:

  1. анод (+) светодиода имеет более длинный проводник;
  2. со стороны катода, корпус светодиода немного срезан.

Светодиод: анод и катод

В современной микроэлектронике применяются миниатюрные светодиоды для поверхностного монтажа (SMD). Такие индикаторы, например, имеются на Arduino Uno для информирования пользователя о состоянии системы.

Светодиод на Arduino Uno


Основные характеристики

Падение напряжения VF Вольт
Номинальный ток I Ампер
Интенсивность (яркость) IV Кандела
Длина волны (цвет) λ Нанометр

Схема подключения

Собственное сопротивление светодиода после насыщения очень мало, и без резистора, ограничивающего ток через светодиод, он перегорит. Порядок «резистор до» или «резистор после» — не важен.

Типовая схема подключения светодиода


Расчет токоограничивающего резистора

Рассчитаем, какой резистор R в приведённой схеме нам нужно взять, чтобы получить оптимальный результат. Предположим, что у нас такой светодиод и источник питания:

VF = 3.3 В
I = 20 мА
Vcc = 5 В

 

Найдём оптимальное сопротивление R и минимально допустимую мощность резистора PR.

Сначала рассчитаем, какое напряжение должен взять на себя резистор:

UR = Vcc – VF = 5 В – 3.3 В = 1.7 В

 

По закону Ома найдём значение сопротивления, которое обеспечит такое падение:

R = UR / I = 1.7 В / 0.02 А = 85 Ом

 

Таким образом:

  • при сопротивлении более 85 Ом яркость будет ниже заявленной;
  • при сопротивлении менее 85 Ом срок жизни светодиода будет меньше.

Далее рассчитаем мощность, которую при этом резистору придётся рассеивать:

PR = I2 × R = (0.02 А)2 × 85 Ом = 0.034 Вт

 

Это означает, что при мощности резистора менее 34 мВт резистор перегорит.

 


Калькулятор

Расчет токоограничивающего резистора:

Схема соединения
Исходные данные:
Тип соединения:


Напряжение питания:  В
Прямое напряжение светодиода:  В
Ток через светодиод:  мА
Результаты:
Точное значение резистора:  Ом
Стандартное значение резистора:  Ом
Минимальная мощность резистора:  Вт
Общая потребляемая мощность:  Вт