Koppla in en Lysdiod

Det finns många olika sorters lysdioder idag. En lysdiod håller länge och drar lite ström i jämförelse med glödlampor.


En lysdiod fungerar fortfarande bra efter 35.000 - 100.000 timmar. 50.000 timmar motsvarar dygnet runt i 6 år. Eller 24 år om lysdioden är påslagen 6 timmar per dag. En glödtrådslampa håller 1000 timmar.

Lysdiodens funktion

Själva lysdioden i en lysdiod är en väldigt liten halvledare (4) som sitter i en liten skål (3) som fungerar som reflektor. Det är praktiskt att känna till att den "platta" (8) sidan är minus (katod).

En lysdiod som får för hög ström går sönder

En lysdiod skiljer sig från en glödlampa på detta sätt. En lysdiod klarar inte av mer än en viss ström och behöver därför en resistor i serie som begränsar strömmen.

Ta reda på vad som gäller din lysdiod

Leta rätt på databladet för den lysdiod du köpt. Det finns troligtvis där du köpte lysdioden. Typiska data är:

PDF för vanlig 5 mm lysdiod som exempel. Där kan man läsa att DC forward current I_F = 20 mA och spänningsfallet över lysdioden, dvs Forward voltage, verkar vara V_F = 2 volt.

En ultrabright grön lysdiod på 5 mm som t.ex. denna verkar kräva lite mer ström, I_F = 50 mA, och spänningsfallet, Forward voltage, ser ut att vara V_F = 2.1 volt.

En high intensity röd lysdiod på 3 mm som denna verkar också kräva 50 mA men spänningsfallet är bara V_F = 1.8 volt.

Ju starkare ljus desto mer ström konsumerar lysdioden. Känns intituvt.

Beräkna resistorn till lysdioden

För att räkna ut resistansen behöver vi veta

1) Matningsspänningen, dvs U_Krets
2) Maxström genom lysdioden, dvs I_F
3) Spänningsfallet över lysdioden, dvs V_F.

Säg att vi önskar I_F = 10 mA = 0.01A genom lysdioden. Vidare vet vi att spänningsfallet är V_F = 2 volt över lysdioden. Då vet vi att spänningen över resistorn är U_Krets - V_F = 5-2 volt = 3 volt. Ohms lag ger oss då att R = U / I = 3V / 0.01A = 300 Ω

Kalkylera resistorn till lysdioden automatiskt

Om du inte vet spänningsfallet över just din lysdiod, så anta att det är V_F = 2 volt (standard). Om du inte vet max ström I_F genom lysdioden kan du anta att den är I_F = 15mA (standardvärde).

Flera ihopkopplade lysdioder

Okej, så hur gör vi om vi vill koppla in 3 lysdioder till samma spänningskälla?

Seriekoppling

Det vi behöver tänka på är att spänningsfallet över lysdioderna summeras. I övrigt är kalkylen samma som vid en enstaka (singular) lysdiod. Exempel.

Om vi tänker oss n stycken lysdioder i seriekoppling så får vi ett totalt spänningsfall på
n * V_F och kalkylen för resistorn blir.

Kalkylera resistorn för seriekopplade lysdioder

Om du inte vet spänningsfallet över just din lysdiod, så anta att det är V_F = 2 volt (standard). Om du inte vet max ström I_F genom lysdioden kan du anta att den är I_F = 15mA (standardvärde).

Parallellkoppling = Låt bli

Här är det viktigt känna till att spänningsfallet över en lysdiod, även från samma batch, kan variera 20%. Det innebär att lysdioden med lägst framspänningsfall V_F kommer dra högst ström. Här spelar ytterligare en detalj ett litet spratt. V_F varierar lite med temperaturen på så vis att högre temperatur sänker V_F. Detta innebär att vi får ett självförstärkande fel där någon lysdiod lyser starkast och drar mest ström vilket får till följd att denna lysdiod utvecklar mest värme vilket resulterar i att samma lysdiod drar ännu mer ström.

Är det absolut nödvändigt koppla parallellt så måste följande lösning användas och konceptet för att räkna ut resistorn blir då samma som för 1 styck lysdiod. Dock måste sedan nätdelen kunna leverera så mycket ström som de sammanlagda lysdioderna konsumerar.



Dokument: Pitfalls of parallel

RGB led

Det finns spännande led med 3 dioder i samma paket, en röd, en grön och en blå. Detta gör det möjligt att skapa alla synliga färger som existerar genom att blanda lämplig mängd av dessa.

Exempel på att styra RGB -led med en arduino.

Det smidigaste sättet använda sådana RGB led är att använda en drivkrets, t.ex. WS2811 eller WS2812B eller liknande variant på temat. Hur man kan använda WS2811 eller WS2812B som RGB -driver tillsammans med arduino har jag beskrivit med ett exempel här.

Mer om blanda färger med RGB eller HSV.