Вопросы по подключению светодиодов с батареей 9 В в качестве источника питания

Мой сын работает над проектом, в котором он использует всего 36 светодиодов, состоящих из 7 разных светодиодов. Есть 6 различных сплошных светодиодов с напряжением от 1,88 В до 3,2 В и один меняющий цвет, который составляет около 3 В - 3,5 В. Он подключает светодиоды последовательно по 3 и хочет подключить 4 серии, всего 12 светодиодов, к одной 9-вольтовой батарее, которая будет подключена к выключателю с подсветкой. В идеале я хотел бы поэкспериментировать с ним, чтобы найти лучшие решения, но у нас ограниченное время, поэтому я надеюсь получить несколько ответов, которые помогут ему в этом. Я новичок в этом, поэтому, пожалуйста, дайте мне знать, если мне нужно добавить какую-либо дополнительную информацию.

Вот приблизительный обзор схемы для 4-х серий, которые имеют наибольшую разницу в напряжении. Было бы 2 других набора, подобных этому, но напряжения светодиодов были бы ближе друг к другу.

введите описание изображения здесь

Мои вопросы таковы.

  1. Переключатель представляет собой тумблер с подсветкой (я полагаю, что это 12 В). Я знаю, что он может питаться от 9 В, поскольку мы использовали его в других проектах, но не так. Повлияет ли утечка энергии из коммутатора на светодиоды? Если да, то можно ли подключить к коммутатору несколько 9-вольтовых батарей параллельно и повлияет ли это на ситуацию?

  2. Будет ли отрицательно влиять использование светодиодов с разными номиналами в одной серии? Он хочет поставить светодиоды с более низким напряжением в начале серии. Не повредит ли это светодиодам более высокого напряжения, которые следуют за ними? Он хочет подключить 2 светодиода сплошного цвета в той же серии, что и один из светодиодов, меняющих цвет.

  3. Что он может ожидать в отношении времени автономной работы с этой настройкой? Ему нужно только, чтобы он оставался включенным в течение максимум 10 минут.

  4. При параллельном запуске нескольких серий. Нужен ли будет резистор на каждой серии или достаточно одного резистора между концом всей серии и источником питания?

Спасибо за любую помощь, которую вы можете предоставить!

Простой набросок будет полезен. О Q4: Вы обычно ставите один токоограничивающий резистор на каждую цепочку светодиодов.
Спасибо за предложение. Я обновил его грубым изображением, показывающим макет, который он хочет использовать для одного из наборов.

Ответы (1)

Приятно слышать о семейных проектах :)

Я не уверен, что понимаю ваше описание топологии схемы. Я предполагаю, что для каждой 9-вольтовой батареи у него будет четыре цепочки светодиодов, соединенных параллельно друг другу, и что каждая цепочка состоит из трех светодиодов, соединенных последовательно. Это верно?

  • Во-первых, вы должны сложить прямое напряжение каждой цепочки и убедиться, что общее значение ниже, чем у вашего источника питания (9 В). Если есть какая-либо строка с общим напряжением более 8,5 В (или около того), вам нужно расположить их по-другому.

  • Затем вам нужно выяснить желаемый ток для каждой цепочки из трех светодиодов. Таблицы данных покажут, каковы приемлемые уровни прямого тока. Поскольку все три светодиода соединены последовательно, каждый из них пропускает один и тот же ток. Таким образом, вы хотите ограничить этот ток светодиодом с наименьшим током. Поскольку каждый светодиод в цепочке пропускает один и тот же ток, не имеет значения, в каком порядке вы их расположите.

  • Теперь для каждой строки сложите прямые напряжения, а затем разделите эту сумму на желаемый ток. Это даст вам начальное значение сопротивления. Целесообразно использовать резистор большего размера, который вы рассчитали, а затем решить, хотите ли вы уменьшить его позже, измерив фактический ток с помощью мультиметра.

  • Вы должны использовать один резистор на цепочку светодиодов. Их прямое напряжение не будет точно совпадать. Если вы используете только один резистор и получаете достаточно большое несоответствие между строками, вы можете сжечь одну из них.

  • Что касается переключателя, он не повлияет на работу светодиодов. Это приведет к тому, что батарея будет разряжаться немного быстрее. По сути, переключатель добавляет еще один светодиод и резистор параллельно вашей цепи.

  • И, наконец, что касается времени автономной работы, это действительно зависит от ваших светодиодов. Предположим, вы управляете ими при 20 мА. Если у вас есть четыре строки параллельно, это потребует 80 мА все вместе. Типичная батарея 9 В имеет емкость около 500 мА-часов. Разделите 500 мА-ч на 80 мА, и вы получите более шести часов :)

Надеюсь, это поможет!

Ух ты! Спасибо за подробное объяснение. На некоторые светодиоды нет спецификаций. Есть ли простой способ определить уровни прямого тока? Кроме того, если я правильно понимаю, можно ли использовать больший резистор, чем необходимо? У нас есть несколько резисторов на 200 Ом. Повлияет ли добавление 1 в конце каждой серии на негатив?
Самый простой способ @duodenum - это базовое предположение, основанное на цвете светодиода. Лучшим способом является простой тестер светодиодов постоянного тока. Установите желаемый ток (~ 20 мА), затем измерьте напряжение на них.
@duodenum Чем больше сопротивление, тем меньше будет течь ток, и поэтому светодиоды не будут такими яркими. Если ваша сумма прямых напряжений составляет 8 В, а ваша батарея - 9 В, то резистор, который нужно выбрать для получения 20 мА, будет 1 В / 0,02 А = 50 Ом. Резистор на 2 кОм будет слишком большим. Вы, вероятно, не увидите никакого света. Еще один момент: имейте в виду, что батарея будет запускаться выше 9В. Я бы измерил напряжение новой батареи и вычислил соответственно. Что касается прямых напряжений: у вас случайно нет блока питания с ручкой тока?
@duodenum Если это так, я могу рассказать вам, как это проверить. Что касается прямых токов, все ли эти «стандартные» корпуса T1-3/4 (круглый пластик 5 мм, куполообразная верхняя часть, два параллельных вывода)? Если это так, вы, вероятно, можете безопасно предположить 20 мА.
@bitsmack Плохо. Резисторы у нас стоят 200 Ом. У нас нет блока питания с ручкой тока. Все светодиоды от Amazon и все 5 мм, соответствующие описанию, которое вы указали. Спасибо за вашу помощь в этом!
@duodenum Нет проблем! При сопротивлении 200 Ом и суммарном напряжении 8 В (в прямом направлении) это становится 1 В / 200 = 5 мА. Достаточно, чтобы увидеть, но, возможно, не так ярко, как хотелось бы. В любом случае, чтобы получить прямое напряжение: возьмите светодиод и зажгите его где-то между 5 и 15 мА. Чтобы сделать это с батареей на 9 В, вы можете использовать резистор от 500 Ом до 1,5 кОм. Это предполагает, что прямое напряжение («vf») 1,5 В безопасно, потому что, если прямое напряжение выше 1,5, это просто уменьшит ток. Неважно, цель состоит в том, чтобы просто получить разумный ток. Теперь, когда он горит, используйте вольтметр! Это Вф.
Сделайте это для каждого типа светодиода :)
Вопросы по подключению светодиодов с батареей 9 В в качестве источника питания
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v