طريقة الاستخدام
- اكتب جهد التغذية واختر لون LED. اترك جهد التوصيل الأمامي لكل LED (اختياري) فارغاً لتستخدم القيمة النموذجية، أو اكتب القيمة من ورقة بيانات الثنائي.
- اكتب تيار LED (mA) الذي تريده، وعدد عدد LED على التوالي.
- اقرأ المقاومة المطلوبة (أقرب قيمة E24 أعلى)، وتحقق من التيار مع قيمة E24، وهو أقل قليلاً من التيار المحدد.
- اشترِ مقاومة تكون قدرة التحمل الموصى بها أو أعلى. افتح طريقة الحساب خطوة بخطوة لترى كل رقم.
كيف تُحسب المقاومة
ينشأ على الثنائي الباعث للضوء جهد شبه ثابت عبره حين يوصّل التيار، وهو جهد التوصيل الأمامي Vf. وتأخذ المقاومة المتصلة على التوالي الباقي من جهد التغذية، فيتحدد التيار بالمقاومة. ومع N من الثنائيات على التوالي تُجمع جهود التوصيل الأمامية.
R = (Vs − N × Vf) ÷ I
P = I² × R
Vs جهد التغذية
N عدد الثنائيات على التوالي
Vf جهد التوصيل الأمامي لكل ثنائي
I تيار LED (A)
- جهود التوصيل الأمامية النموذجية عند 20 mA، من كتالوج Kingbright (قيم نموذجية، وليست حدوداً قصوى): الأحمر 2.0 V، والبرتقالي 2.0 V، والأصفر 2.1 V، والأخضر 2.2 V (GaP)، والأزرق 3.3 V (InGaN).
- تُقرّب المقاومة إلى أعلى قيمة E24 تالية، فلا يتلقى الثنائي تياراً أكبر مما طلبت. وقيم E24 من المعيار IEC 60063 كما هي مدرجة في ويكيبيديا.
- القدرة تُحسب بالتيار الذي تعطيه قيمة E24 فعلاً، لا بالتيار المحسوب.
قدرة التحمل
يجب أن تبدد المقاومة القدرة P = I² × R. ويقترح الحاسب قدرة تحمل لا تقل عن ضعف هذه القدرة. وهذا هامش تصميم شائع يُبقي المقاومة باردة ومستقرة، وليس رقماً مأخوذاً من معيار، لذلك اختر قدرة يبيعها مورّدك وتكون أعلى من الاقتراح.
ما لا يشمله هذا الحاسب
- ثنائيات LED البيضاء والبنفسجية وغيرها مما لا يرد جهد توصيلها الأمامي في القائمة. اكتب القيمة من ورقة بياناتها.
- تفاوت جهد التوصيل الأمامي بين ثنائيات من النوع نفسه، وتغيّر هذا الجهد مع الحرارة.
- مشغّلات التيار الثابت، والتعتيم بتعديل عرض النبضة (PWM)، والثنائيات التي تومض: هذه تحتاج دائرة مختلفة.
مثال محلول: LED أحمر واحد على 5 V عند 20 mA
مع N = 1 وVf = 2.0 V وI = 20 mA، تكون المقاومة R = (5 − 1 × 2.0) ÷ 0.02 = 150 Ω، وهي قيمة E24 بالفعل.
التيار مع 150 Ω هو 3 V ÷ 150 Ω = 20 mA، والقدرة P = (0.02 A)² × 150 Ω = 60 mW.
قدرة التحمل الموصى بها لا تقل عن 2 × 60 mW = 120 mW، لذلك اختر مقاومة 150 Ω تكون قدرة تحملها أعلى من هذا الرقم.
الأسئلة الشائعة
لماذا تُقرّب قيمة E24 إلى الأعلى؟
المقاومة الأعلى من المحسوبة تعطي تياراً أقل قليلاً، وهذا يحمي الثنائي. والتقريب إلى الأسفل يدفع التيار فوق القيمة التي اخترتها.
ماذا يحدث إن كان جهد التغذية أقل من جهد الثنائي؟
لا يمر تيار عبر مقاومة تحتاج إلى جهد سالب عبرها. استخدم جهد تغذية أعلى، أو عدداً أقل من الثنائيات على التوالي، أو ثنائياً بجهد توصيل أمامي أقل.
كم التيار الذي يُعطى لثنائي LED؟
تُشغَّل مصابيح المؤشر غالباً عند 20 mA، لكن الحد الأقصى للتيار مذكور في ورقة البيانات. والتيار الأقل يجعل الضوء أخفت ويطيل العمر.
هل يمكنني وضع عدة ثنائيات LED على التوالي؟
نعم، إذا كان جهد التغذية أعلى من مجموع جهود توصيلها الأمامية. كل ثنائي إضافي يأخذ جهده الأمامي من التغذية، فتصغر المقاومة وتتقاسم الثنائيات تياراً واحداً.
لماذا يختلف التيار قليلاً عما كتبته؟
المقاومة قيمة من سلسلة E24، ونادراً ما تكون مساوية تماماً للمحسوبة. يعرض الحاسب التيار الذي تعطيه القيمة القياسية، لتحكم على الفرق بنفسك.
المصادر
- كتالوج Kingbright (باللغة الإنجليزية): جدول جهد التوصيل الأمامي (سلسلتا الأحمر والبرتقالي)
- كتالوج Kingbright (باللغة الإنجليزية): جدول جهد التوصيل الأمامي (سلسلتا البرتقالي والأخضر)
- كتالوج Kingbright (باللغة الإنجليزية): جدول جهد التوصيل الأمامي (سلسلتا الأصفر والأزرق)
- Wikipedia (باللغة الإنجليزية): E series of preferred numbers (قيم E24، المعيار IEC 60063)
آخر مراجعة للأرقام والنص: الثلاثاء، 30 جمادى الأولى 1448 بعد الهجرة.