Cablaggio corretto dei LED Collegamento in serie o parallelo: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

In questo tutorial stiamo parlando di LED - Light Emitting Diodes e di come possiamo collegarli se abbiamo più unità. Questa è una lezione che vorrei sapere dall'inizio perché quando ho iniziato ad armeggiare con i circuiti elettronici ho costruito alcuni progetti con i LED che, diciamo, avrebbero potuto essere migliorati se avessi saputo le cose che presenterò in questo tutorial.

Passaggio 1: guarda il video

Il video descrive i diversi metodi di connessione con i loro vantaggi e svantaggi, cose che ho imparato mentre commettevo i miei errori. Contiene esempi schematici e tutto è spiegato con parole semplici in modo che tutti possano capire. Sono cose sottili che sono presenti nel video che siamo esclusi da questo istruibile per motivi di semplicità.

Passaggio 2: ordinare le parti necessarie

Se hai intenzione di costruire progetti con i LED, potresti aver bisogno di alcuni LED:-) Potresti già averne alcuni, ma se ne hai bisogno di più puoi ottenere un buon affare ordinando kit di assortimento da ebay o aliexpress. Questi kit di assortimenti possono essere di diverse dimensioni e forme, potresti trovarli con LED SMD o LED Through Hole ma una cosa è certa, conterranno LED di colori diversi, a volte anche di dimensioni diverse.

Ho un assortimento di LED SMD in due dimensioni 0603, 0805 e cinque colori: rosso, verde, blu, giallo, bianco perché sono le dimensioni e i colori che uso comunemente nei miei progetti. Dispongo di un altro kit di assortimento per LED a fori passanti nelle dimensioni 3mm e 5mm anche in cinque colori: rosso, verde, blu, giallo, bianco.

Ecco alcuni link a dove puoi trovare questi kit di assortimenti:

• Amazon: kit LED SMD, kit LED con foro passante.
• Aliexpress: kit LED SMD, kit LED con foro passante.
• Ebay: kit LED SMD, kit LED con foro passante.

Mentre ordini i LED potresti anche essere interessato a un paio di strumenti come un saldatore o un set di cacciaviti. Consiglio vivamente il saldatore TS100 e il kit di cacciaviti Wiha Xiaomi. Questi due articoli hanno un ottimo rapporto qualità/prezzo:

• Bangood: saldatore TS100
• Banggood: kit di cacciaviti Wiha Xiaomi
• Aliexpress: saldatore TS100
• Aliexpress: kit di cacciaviti Xiaomi Wiha

Passaggio 3: tensione diretta e corrente diretta

Iniziamo parlando di tensione diretta e corrente diretta, questi sono due parametri fondamentali che devi conoscere. Quindi un LED è un diodo che emette luce in determinate condizioni. Avrà una tensione diretta che è il livello al quale il diodo inizia a condurre. Prendiamo ad esempio un LED verde che ha tipicamente una tensione diretta di circa 1,9V. Il LED inizierà a condurre quando la tensione ai capi dell'anodo e del catodo è di almeno 1,9 V. Quindi, se colleghi una sorgente di tensione da 1,5 V a questo LED, non condurrà, non si accenderà. Se applichi ad esempio 3V inizierà a condurre, il LED si accenderà.

Una volta che inizia a condurre il LED lascerà passare la corrente ma se non c'è nulla per limitare la corrente, continuerà ad aumentare, al di sopra della corrente diretta nominale, la giunzione all'interno del LED si scioglierà sostanzialmente, danneggiando il LED. Ecco perché abbiamo un parametro chiamato corrente diretta. Il produttore del LED caratterizzerà la parte e menzionerà questa corrente diretta alla quale è sicuro far funzionare il LED senza distruggerlo. Un valore tipico per la corrente diretta del LED potrebbe essere 20 mA. A volte, se vuoi essere più cauto, puoi progettare il circuito con un margine di sicurezza. È buona norma lasciare un margine del 25% e andare al di sotto della corrente nominale completa se l'applicazione lo consente. Soprattutto per un piccolo indicatore LED non avrai bisogno di andare a piena corrente nominale.

Passaggio 4: limitare la corrente con un resistore

Quindi, per limitare la corrente ed evitare di superare la corrente diretta specificata, possiamo aggiungere un resistore nel nostro circuito. Per calcolare il resistore dobbiamo utilizzare i due parametri menzionati prima: tensione diretta e corrente diretta, nonché la tensione di alimentazione per il nostro circuito.

Sappiamo che il LED diminuirà di 1,9 V mentre il resistore dovrà ridurre i restanti 1,1 V fino alla nostra tensione di alimentazione. Sapendo che la corrente diretta del LED è di 20 mA, possiamo calcolare il valore del resistore utilizzando la legge degli ohm. R = U/I e nel nostro caso U è 1,1V diviso 20mA, risultando 55 ohm.

Passaggio 5: collegamento dei LED in parallelo

Come puoi vedere è abbastanza semplice limitare la corrente e pilotare un singolo LED, ma cosa succede se abbiamo bisogno di più LED?

Potremmo collegarli in parallelo e utilizzare lo stesso resistore per limitare la corrente ma incontriamo alcuni problemi. Innanzitutto a causa delle variazioni nel processo di produzione, ogni LED avrà una tensione diretta leggermente diversa, ciò significa che assorbirà una corrente leggermente diversa che potrebbe causare un'illuminazione non uniforme o persino un guasto del LED se viene pilotato oltre la corrente specificata.

Nelle applicazioni moderne, come ad esempio la retroilluminazione del display, è molto importante avere un'illuminazione uniforme su tutti i LED. Quindi è meglio evitare di collegare i LED in parallelo.

Passaggio 6: collegamento dei LED in serie

Il modo migliore per collegare più LED per avere la stessa corrente che pilota ciascun LED sarebbe in serie. Collegheresti i 5 LED che avevamo in precedenza in serie e li guideresti con una sorgente a tensione costante, come prima limitando la corrente con un resistore. E penseresti che il problema sia risolto, ma il problema è risolto solo parzialmente a causa di un'altra proprietà dei diodi che si applica anche ai LED.

La tensione diretta diminuirà con l'aumento della temperatura. Se la tensione diretta diminuisce, la corrente diretta aumenterà, riscaldando ancora di più il LED. E c'è un'altra proprietà di cui dobbiamo essere consapevoli sulla curva esponenziale tra la tensione diretta e la corrente diretta. Questo ci dice che con un piccolo cambiamento nella tensione diretta otteniamo un grande cambiamento nella corrente diretta e questo potrebbe potenzialmente portare al guasto del LED a causa dell'instabilità termica.

Quindi il modo in cui risolviamo questo problema è utilizzando una sorgente di corrente costante. Oggigiorno esistono molti circuiti integrati studiati appositamente per pilotare LED a corrente costante perché i vantaggi sono evidenti. Si potrebbe obiettare che se si hanno dei LED in serie, se uno di essi si guasta, l'intera stringa sarà inattiva e questo è vero dal punto di vista elettrico, ma in pratica i LED sono diventati così affidabili che se il circuito è progettato correttamente è molto poche possibilità che un LED si guasti durante la durata indicata

Quindi, questo era tutto, spero che questo tutorial sia stato utile in tal caso, per favore lascia un commento o premi il pulsante Mi piace o Non mi piace per inviarmi un feedback.