การเดินสายไฟ LED อย่างถูกต้องซีรีส์ Vs การเชื่อมต่อแบบขนาน: 6 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ในคำแนะนำนี้ เรากำลังพูดถึง LED - Light Emitting Diodes และวิธีที่เราสามารถเชื่อมต่อได้หากเรามีหลายยูนิต นี่เป็นบทเรียนหนึ่งที่ฉันหวังว่าฉันจะรู้ตั้งแต่เริ่มต้น เพราะเมื่อฉันเริ่มซ่อมแซมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ฉันสร้างโปรเจ็กต์สองสามโปรเจ็กต์ด้วยไฟ LED ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าน่าจะดีกว่านี้ถ้าฉันรู้สิ่งที่ฉันจะนำเสนอในคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 1: ดูวิดีโอ

วิดีโอนี้อธิบายวิธีการเชื่อมต่อต่างๆ ด้วยข้อดีและข้อเสีย สิ่งที่ฉันได้เรียนรู้ในขณะที่ทำผิดพลาดเอง มันมีตัวอย่างแผนผังและทุกอย่างอธิบายด้วยคำง่ายๆ เพื่อให้ทุกคนสามารถเข้าใจได้ เป็นสิ่งที่ละเอียดอ่อนซึ่งมีอยู่ในวิดีโอที่เราละเว้นจากคำแนะนำนี้เพื่อความเรียบง่าย

ขั้นตอนที่ 2: สั่งซื้อชิ้นส่วนที่จำเป็น

หากคุณวางแผนที่จะสร้างโครงการด้วย LED คุณอาจต้องการ LED บางตัว:-) คุณอาจมีอยู่แล้ว แต่ถ้าคุณต้องการเพิ่มเติม คุณสามารถซื้อชุดจัดประเภทจาก ebay หรือ aliexpress ได้ ชุดการจัดประเภทเหล่านี้อาจมีขนาดและรูปร่างต่างกัน คุณอาจพบด้วย LED SMD หรือ LED แบบทะลุผ่านรู แต่สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือ พวกมันจะมี LED สีต่างกัน บางครั้งถึงแม้จะอยู่ในขนาดต่างกัน

ฉันมี LED SMD หลายประเภทในสองขนาด 0603, 0805 และห้าสี: แดง เขียว น้ำเงิน เหลือง ขาว เพราะเป็นขนาดและสีที่ฉันมักใช้ในโครงการของฉัน ฉันมีชุดอุปกรณ์แบ่งประเภทอื่นสำหรับ LED แบบเจาะรูขนาด 3 มม. และ 5 มม. โดยมีห้าสี ได้แก่ แดง เขียว น้ำเงิน เหลือง ขาว

นี่คือลิงค์บางส่วนที่คุณจะพบชุดอุปกรณ์การจัดประเภทเหล่านี้:

• Amazon: ชุด LED SMD, ชุด LED ทะลุผ่านรู
• Aliexpress: ชุด LED SMD, ชุด LED ทะลุผ่านรู
• อีเบย์: ชุด LED SMD, ชุด LED ทะลุผ่านรู

ในขณะที่คุณสั่งซื้อไฟ LED คุณอาจสนใจเครื่องมือสองสามอย่าง เช่น หัวแร้งหรือชุดไขควง ฉันขอแนะนำหัวแร้ง TS100 และชุดไขควง Xiaomi Wiha ทั้งสองรายการมีอัตราส่วนราคา/คุณภาพที่ดีเยี่ยม:

• Bangood: TS100 หัวแร้ง
• Banggood: Xiaomi Wiha ไขควง Kit
• Aliexpress: TS100 หัวแร้ง
• Aliexpress: ชุดไขควง Xiaomi Wiha

ขั้นตอนที่ 3: แรงดันไปข้างหน้าและกระแสไฟไปข้างหน้า

เริ่มต้นด้วยการพูดถึงแรงดันไปข้างหน้าและกระแสไฟไปข้างหน้า นี่คือสองพารามิเตอร์พื้นฐานที่คุณต้องรู้ ดังนั้น LED จึงเป็นไดโอดที่เปล่งแสงภายใต้เงื่อนไขบางประการ จะมีแรงดันไปข้างหน้าซึ่งเป็นระดับที่ไดโอดเริ่มดำเนินการ ยกตัวอย่าง LED สีเขียวซึ่งโดยทั่วไปจะมีแรงดันไปข้างหน้าประมาณ 1.9V LED จะเริ่มดำเนินการเมื่อแรงดันไฟฟ้าข้ามแอโนดและแคโทดอย่างน้อย 1.9V ดังนั้น หากคุณเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันไฟ 1.5V เข้ากับ LED นี้ ไฟ LED จะไม่ทำงาน จะไม่เปิดขึ้น หากคุณสมัครเช่น 3V มันจะเริ่มดำเนินการ LED จะเปิดขึ้น

เมื่อมันเริ่มดำเนินการไฟ LED จะปล่อยให้กระแสไหลผ่าน แต่ถ้าไม่มีการจำกัดกระแส ไฟจะยังคงเพิ่มขึ้น เหนือพิกัดกระแสไฟ ทางแยกภายใน LED โดยทั่วไปจะละลาย ทำลาย LED นั่นเป็นเหตุผลที่เรามีพารามิเตอร์ที่เรียกว่ากระแสไปข้างหน้า ผู้ผลิต LED จะกำหนดลักษณะชิ้นส่วนและจะกล่าวถึงกระแสไฟตรงที่สามารถเรียกใช้ LED ได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ทำลายมัน ค่าทั่วไปสำหรับกระแสไฟ LED ไปข้างหน้าอาจเป็น 20mA บางครั้ง หากคุณต้องการใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษ คุณสามารถออกแบบวงจรด้วยระยะขอบที่ปลอดภัย เป็นการดีที่จะเว้นระยะขอบไว้ 25% และให้ต่ำกว่าระดับกระแสไฟเต็มหากแอปพลิเคชันอนุญาต โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับไฟ LED แสดงสถานะขนาดเล็กคุณไม่จำเป็นต้องใช้กระแสไฟเต็มพิกัด

ขั้นตอนที่ 4: จำกัดกระแสด้วยตัวต้านทาน

ดังนั้นเพื่อจำกัดกระแสและหลีกเลี่ยงการเกินกระแสที่กำหนด เราสามารถเพิ่มตัวต้านทานในวงจรของเราได้ ในการคำนวณตัวต้านทาน เราจำเป็นต้องใช้พารามิเตอร์สองตัวที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้: แรงดันไปข้างหน้าและกระแสไฟไปข้างหน้าตลอดจนแรงดันไฟจ่ายสำหรับวงจรของเรา

เรารู้ว่า LED จะลดลง 1.9V ในขณะที่ตัวต้านทานจะต้องปล่อย 1.1V ที่เหลือจนถึงแรงดันไฟของเรา เมื่อทราบกระแสไฟ LED ข้างหน้าคือ 20mA เราสามารถคำนวณค่าของตัวต้านทานโดยใช้กฎโอห์ม R = U / I และในกรณีของเรา U คือ 1.1V หารด้วย 20mA ส่งผลให้ 55 โอห์ม

ขั้นตอนที่ 5: การเชื่อมต่อ LED ในแบบคู่ขนาน

อย่างที่คุณเห็นมันค่อนข้างง่ายที่จะจำกัดกระแสไฟและขับ LED เพียงดวงเดียว แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราต้องการ LED เพิ่มเติม

เราสามารถเชื่อมต่อพวกมันแบบขนานและใช้ตัวต้านทานตัวเดียวกันเพื่อจำกัดกระแส แต่เราพบปัญหาบางอย่าง ประการแรกเนื่องจากความผันแปรในกระบวนการผลิต LED แต่ละตัวจะมีแรงดันไปข้างหน้าแตกต่างกันเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าจะดึงกระแสที่แตกต่างกันเล็กน้อย ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการส่องสว่างที่ไม่สม่ำเสมอหรือแม้กระทั่งความล้มเหลวของ LED หากขับผ่านกระแสที่ระบุ

ในการใช้งานสมัยใหม่ เช่น แบ็คไลท์ของจอแสดงผล จำเป็นต้องมีไฟส่องสว่างที่เท่ากันใน LED ทั้งหมด ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อ LED แบบขนาน

ขั้นตอนที่ 6: การเชื่อมต่อ LED ใน Series

วิธีที่ดีที่สุดในการเชื่อมต่อ LED หลายดวงเพื่อให้มีกระแสไฟเท่ากัน LED แต่ละดวงจะเป็นแบบอนุกรม คุณจะต้องเชื่อมต่อไฟ LED 5 ดวงที่เรามีในชุดก่อนหน้านี้และขับด้วยแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ เช่นเดียวกับก่อนที่จะจำกัดกระแสด้วยตัวต้านทาน และคุณคิดว่าปัญหาได้รับการแก้ไขแล้ว แต่ปัญหาได้รับการแก้ไขเพียงบางส่วนเท่านั้น เนื่องจากคุณสมบัติอื่นของไดโอดที่ใช้กับ LED ด้วยเช่นกัน

แรงดันไปข้างหน้าจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ถ้าแรงดันไปข้างหน้าลดลง กระแสไปข้างหน้าจะเพิ่มขึ้น ให้ความร้อน LED มากยิ่งขึ้น และมีคุณสมบัติอื่นที่เราต้องระวังจากเส้นโค้งเลขชี้กำลังระหว่างแรงดันไปข้างหน้าและกระแสไฟไปข้างหน้า สิ่งนี้บอกเราว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแรงดันไปข้างหน้า เราจะได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในกระแสไฟไปข้างหน้า และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของ LED อันเนื่องมาจากการระบายความร้อน

วิธีที่เราแก้ปัญหานี้คือการใช้แหล่งกระแสคงที่ ทุกวันนี้มีวงจรรวมจำนวนมากที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขับ LED ที่มีกระแสไฟคงที่เนื่องจากข้อดีนั้นชัดเจน อาจมีคนโต้แย้งว่าหากคุณมีไฟ LED แบบอนุกรม หากตัวใดตัวหนึ่งเสีย ทั้งสายจะไม่ทำงานและนั่นก็เป็นความจริงจากจุดไฟฟ้า แต่ในทางปฏิบัติ ไฟ LED มีความน่าเชื่อถือมากจนหากออกแบบวงจรอย่างเหมาะสมก็จะยิ่งมีมาก มีโอกาสน้อยที่ LED จะล้มเหลวตลอดอายุการใช้งานที่เสนอ

นั่นคือทั้งหมดฉันหวังว่าคำแนะนำนี้จะเป็นประโยชน์หากเป็นเช่นนั้นโปรดแสดงความคิดเห็นหรือกดปุ่มชอบหรือไม่ชอบเพื่อส่งข้อเสนอแนะ