Quan comenceu a utilitzar díodes en un circuit LED, heu de parar molta atenció a la polaritat i al flux de corrent. Els díodes només permeten que l'electricitat es mogui en una direcció, de manera que si els connecteu al revés, el LED no s'encendrà o fins i tot es podria fer malbé. Afegiu sempre una resistència en sèrie per mantenir el corrent segur per al LED. Ometre aquest pas pot provocar problemes com ara circuits oberts o fins i tot curtcircuits, sovint causats per massa voltatge o corrent. Si voleu que els vostres LED durin, assegureu-vos de comprovar dues vegades les connexions i evitar forçar les peces més enllà dels seus límits.
Ús de díodes amb LEDs
Polaritat en circuits LED
Quan comences utilitzant díodes al circuit LED, cal parar atenció a la polaritat. Els díodes només permeten que l'electricitat es mogui en una direcció. Si connecteu un díode emissor de llum de manera incorrecta, no s'encendrà. Fins i tot el podríeu fer malbé.
Els díodes permeten que el corrent elèctric passi en una direcció, anomenada direcció directa.
Bloquegen el corrent en la direcció oposada, que és la direcció inversa.
Aquest comportament unidireccional és important perquè els díodes emissors de llum funcionin.
La unió pn dins del díode crea una barrera. Permet que el corrent flueixi en una sola direcció.
Cal connectar l'ànode del díode emissor de llum al costat positiu de la font d'alimentació. El càtode va al costat negatiu.
Si t'equivoques amb la polaritat, els LED no s'il·luminaran. És possible que no passi res o que el LED falli. Comprova sempre les marques del LED abans de construir el circuit.
Protecció contra tensió inversa
Voleu que els vostres LED durin molt de temps. El voltatge invers els pot danyar ràpidament. L'ús de díodes al vostre circuit ajuda a protegir els vostres díodes emissors de llum d'aquest problema. Els díodes, especialment els díodes Schottky, actuen com un escut. Permeten que el corrent flueixi en una direcció i el bloquegen en l'altra. Això manté els vostres LED fora de perill del voltatge invers.
Quan trieu un díode per a la protecció contra polaritat inversa, busqueu-ne un amb una classificació de voltatge invers màxim (PIV) que coincideixi amb el vostre sistema. Per exemple, si utilitzeu una font d'alimentació de 12 V, trieu un díode amb un PIV d'almenys 20 V. Als cotxes, es poden produir pics de voltatge, per la qual cosa és possible que necessiteu un díode amb un PIV de 50 V o més. Els díodes Schottky funcionen bé perquè tenen una baixa caiguda de voltatge directe i commuten ràpidament. Això els fa perfectes per protegir els díodes emissors de llum sensibles.
Limitació de corrent amb resistències
Cal controlar la quantitat de corrent que flueix pels LED. Si ometeu el resistència limitadora de corrent, els LED es poden cremar ràpidament. La resistència manté el corrent directe a un nivell segur. Sense ella, els LED poden parpellejar, escalfar-se massa o deixar de funcionar. Les fonts d'alimentació poden enviar una sobretensió de corrent quan s'encenen. Aquesta sobretensió pot destruir el díode emissor de llum si no feu servir una resistència.
Aquí teniu una guia ràpida per triar la resistència adequada per als colors LED habituals:
Color LED | Caiguda de tensió (V) | Valor de resistència recomanat (ohms) |
|---|---|---|
Xarxa | 2.0 - 2.2 | 155 |
blanc | 3.0 - 3.2 | 110 |
groc | ~ 2.0 | N / A |
blau | ~ 3.0 | N / A |
verd | N / A | N / A |
Consell: Feu servir sempre una resistència limitadora de corrent al circuit LED. Aquest senzill pas evita que els díodes emissors de llum es facin malbé i fa que el projecte funcioni durant més temps.
Quan utilitzeu díodes i resistències junts, controleu el corrent directe i protegiu els vostres LED. Us assegureu que el díode emissor de llum només rebi la quantitat adequada d'electricitat. Això manté el vostre circuit segur i els vostres LED brillants.
Conceptes bàsics dels díodes emissors de llum
Com funcionen els díodes emissors de llum
Potser us preguntareu com díodes emissors de llum realment brillen. Quan connecteu els LED a una font d'alimentació, l'electricitat flueix a través de la unió pn dins de cada díode emissor de llum. Els electrons i els forats es troben en aquesta unió. La seva interacció allibera energia com a llum visible. Els materials de l'interior dels LED decideixen el color i la brillantor. Alguns LED utilitzen compostos especials per crear llum blava, verda o fins i tot ultraviolada. La manera com està construïda la unió pn afecta la quantitat de llum que rebeu i l'eficiència amb què brilla. Si voleu LED d'alta intensitat, necessiteu dissenys que permetin que més llum s'escapi del díode.
Aquí teniu un cop d'ull ràpid al que passa dins dels díodes emissors de llum:
Els electrons es mouen a través de la unió pn.
Els forats esperen a l'altra banda de la cruïlla.
Quan els electrons i els forats es troben, alliberen energia en forma de llum.
El tipus de semiconductor decideix el color i la brillantor del led.
Identificació d'ànode i càtode
Cal connectar els LED correctament al circuit. Si confoneu l'ànode i el càtode, el díode emissor de llum no funcionarà. Podeu identificar l'ànode i el càtode mirant les potes i el cos del LED. La pota més llarga és l'ànode, que es connecta al costat positiu. La pota més curta és el càtode, que va al costat negatiu. De vegades, es veu una osca plana a la vora del LED. Aquesta osca marca el càtode. Dins del LED, la peça més gran també és el càtode. Els LED de muntatge superficial sovint tenen petites marques per mostrar la polaritat. Comproveu sempre aquests senyals abans d'afegir díodes emissors de llum al circuit.
A continuació s'explica com podeu identificar els clients potencials:
Cable més llarg = ànode (+)
Cable més curt = càtode (-)
Osca plana al lateral = càtode
Extrem més gran dins del LED = càtode
LED vs. díode estàndard
Potser penseu que tots els díodes funcionen igual, però els díodes emissors de llum tenen característiques especials. Els díodes normals només controlen la direcció del corrent. Els LED també ho fan, però també produeixen llum. Els materials de l'interior dels díodes emissors de llum són diferents dels díodes de silici estàndard. Els LED utilitzen compostos que poden brillar quan passa electricitat. Els díodes estàndard no emeten llum. Una altra gran diferència és la quantitat de voltatge invers que pot suportar cadascun. La majoria dels LED tenen classificacions de voltatge invers més baixes que els díodes normals. Si apliqueu massa voltatge invers als díodes emissors de llum, es poden trencar fàcilment.
Consulteu aquesta taula que mostra la tensió directa típica per a diferents colors de LED:
color | Tensió directa |
|---|---|
Infraroig | <1.9 V |
Xarxa | 1.7 a 2.2 V |
Taronja | 2.0 a 2.2 V |
groc | 2.1 a 2.4 V |
verd | 2.0 a 2.3 V |
blau | 3.2 a 4.0 V |
Ultraviolat | 2.1 a 3.8 V |
blanc | 3.3 a 3.6 V |
La majoria de díodes emissors de llum funcionen a 20, 40, 60 o 80 mA. Cal comprovar aquestes classificacions abans d'afegir LED al circuit. Si feu servir massa corrent, els LED es cremaran. Si en feu servir massa poc, no obtindreu prou brillantor.
Consell: Comproveu sempre les especificacions dels vostres LED abans de construir el circuit. Això us ajuda a evitar errors i fa que els vostres díodes emissors de llum funcionin durant més temps.
Connexió de LEDs en circuits
Triar el díode correcte
Quan fas un circuit LED, és important triar el díode correcte. Vols que els teus LED durin i siguin brillants. Hauries de comprovar algunes coses abans de triar. Els díodes tenen classificacions de corrent i voltatge. Aquestes classificacions mostren quant poden suportar. Si el díode no pot suportar prou corrent directe, el díode emissor de llum es pot trencar. També has de mirar la classificació de voltatge invers. Si el voltatge puja massa en la direcció incorrecta, el díode pot deixar de funcionar.
Aquí teniu una taula que us ajudarà a saber què heu de comprovar a l'hora de triar un díode per als vostres LED:
Criteris | Descripció |
|---|---|
Corrent directe (IF) | El corrent més alt que pot suportar el díode abans de trencar-se. |
Corrent màxim directe no repetitiu (IFSM) | Sobrecorrent de sobretensió única que el díode pot suportar en casos especials. |
Corrent directe màxim repetitiu (IFRM) | Corrent nominal per a impulsos repetits, bo per a sobretensions d'arrencada. |
Voltatge invers de pic repetitiu (VRRM) | El voltatge invers més alt que pot suportar el díode; massa pot trencar-lo. |
Dissipació d'energia | Potència total perduda en forma de calor; no ha de superar el límit del díode. |
Temperatura d'unió i emmagatzematge | Rang de temperatura per al díode; massa calent pot causar fallades. |
Resistència tèrmica | S'utilitza per calcular quanta calor pot suportar el díode; es mostra en K/W o °C/W. |
Temps de recuperació inversa (trr) | Important per a la commutació; temps més curts signifiquen menys pèrdues. |
Estrès actual | Mostra el corrent màxim permès a través del díode. |
Tensió de tensió | Mostra el voltatge màxim permès a través del díode; els nivells segurs són del 50% al 70%. |
Estrès de poder | Mostra la major part de la potència perduda en forma de calor; normalment s'estableix al 50%. |
Estrès tèrmic | Mostra la temperatura més alta permesa; els valors segurs són del 50% al 80%. |
Fes coincidir el corrent directe nominal del díode amb els teus LED. Si els teus díodes emissors de llum utilitzen un corrent directe elevat, tria'n un que el pugui suportar. Consulta sempre la fitxa tècnica del díode i dels LED. Pensa també en la temperatura. Si el circuit s'escalfa, assegura't que el díode pugui funcionar en aquestes condicions.
Consell: Feu servir un díode amb una classificació de voltatge invers superior a la de la vostra font d'alimentació. Això manté el vostre díode emissor de llum protegit de pics de voltatge.
Càlcul dels valors de les resistències
Necessiteu un resistència limitadora de corrent per mantenir els vostres leds segurs. Si us salteu això, el vostre díode emissor de llum es pot cremar. Per trobar la resistència adequada, necessiteu tres coses: voltatge d'alimentació, voltatge directe dels vostres leds i corrent directe.
A continuació s'explica com es pot calcular el valor de la resistència:
Troba el teu voltatge d'alimentació (V_s). Això prové de la bateria o de la font d'alimentació.
Comprova la tensió directa (V_f) dels teus leds. Consulta la fitxa tècnica.
Troba el corrent directe (I_f) per al teu díode emissor de llum. La majoria de LEDs utilitzen entre 20 mA i 80 mA.
Utilitzeu aquesta fórmula:
R = (V_s - V_f) / I_f
Fes servir amperes per al corrent. Si el teu LED utilitza 25 mA, fes servir 0.025 A a la fórmula.
Provem un exemple. Tens una bateria de 12 V i un díode emissor de llum amb un voltatge directe de 3.5 V. El corrent directe és de 25 mA.R = (12 - 3.5) / 0.025 = 340 ohms
Trieu una resistència propera a aquest nombre. Si no podeu trobar el valor exacte, arrodoneu a la resistència estàndard següent.
Nota: Arrodoneix sempre cap a l'alça per mantenir els teus leds segurs. Massa corrent pot danyar els teus díodes emissors de llum.
Aquí teniu una llista de comprovació per calcular els valors de les resistències:
Trobeu la tensió d'alimentació i la tensió directa dels vostres leds.
Troba el corrent directe per al teu díode emissor de llum.
Utilitza la fórmula per obtenir la resistència.
Ajusteu la tolerància i trieu la resistència estàndard més propera.
Passos de cablejat
Voleu que els vostres leds funcionin cada vegada que els encengueu. Seguiu aquests passos per a cableja el teu circuit de manera segura:
Connecteu el costat positiu del díode emissor de llum al terminal positiu de la bateria o de la font d'alimentació.
Connecteu el costat negatiu del vostre díode emissor de llum al terminal negatiu.
Poseu una resistència limitadora de corrent en sèrie amb els vostres leds. Això manté el corrent directe segur.
Si feu servir un díode per a la protecció, connecteu-lo en sèrie amb els vostres leds. Assegureu-vos que la polaritat coincideixi amb el flux de corrent.
Pela l'aïllament dels cables. Estanya els extrems amb soldadura. Solda els cables a les potes dels leds i a la resistència.
Per a més d'un LED, connecteu-los en paral·lel. Doneu a cada díode emissor de llum la seva pròpia resistència. Això ajuda a equilibrar el corrent directe i manté tots els LED brillants.
Comproveu dues vegades les connexions abans d'encendre el circuit.
Consell de seguretat: No afegiu ni traieu mai un díode quan el circuit tingui alimentació. Aneu amb compte en soldar. Massa calor pot danyar els leds i els díodes. Col·loqueu sempre els díodes nous en la direcció correcta.
Mantingueu el circuit LED segur i en bon estat. Utilitzeu bons connectors i assegureu-vos que el cablejat sigui fort. Si utilitzeu díodes emissors de llum d'alta intensitat, porteu protecció ocular. Mantingueu el vostre espai de treball net i ordenat.
Avís: Si feu servir un transformador, assegureu-vos que coincideixi amb els vostres leds. L'ús de díodes amb els valors nominals correctes i una resistència limitadora de corrent ajuda a aturar la sobretensió i manté els díodes emissors de llum funcionant durant més temps.
Quan seguiu aquests passos, el vostre circuit funcionarà bé. Els vostres LEDs brillaran i evitareu problemes com el sobreescalfament o la crema del díode emissor de llum. L'ús de díodes al vostre circuit LED ofereix una protecció addicional i ajuda al vostre projecte a durar més.
Resolució de problemes de díodes emissors de llum
Errors comuns
Quan construïu un circuit amb leds, us podeu trobar amb alguns errors comunsAquests errors poden impedir que els leds funcionin o fins i tot causar danys. Aquí teniu una taula per ajudar-vos a detectar què podria anar malament:
Tipus d'error | Descripció |
|---|---|
Font d'alimentació insuficient | Els LEDs necessiten el voltatge i el corrent directe correctes. Si no hi ha prou potència, falla. |
Error de cablejat del circuit | Si connecteu els leds al revés, no s'encendran. |
Danys als components del circuit | Les resistències o els díodes trencats poden impedir que els leds funcionin. |
Danys al LED | Massa corrent directe o estàtica pot trencar els leds. |
Envelliment dels LED | Els leds es van atenuant amb el temps. |
Temperatura alta | La calor pot reduir el rendiment dels LED o causar avaries. |
Llum ambiental excessiva | Les habitacions lluminoses poden fer que sigui difícil veure si els LED estan encesos. |
Problemes del procés de producció | Un muntatge deficient pot provocar leds defectuosos. |
Defectes materials | Els mals materials poden fer que els leds fallin aviat. |
Consell: Comproveu sempre el cablejat i utilitzeu la resistència adequada per controlar el corrent directe. Això ajuda a que els vostres leds durin més.
Diagnòstic de problemes de circuits
Si els LEDs no s'encenen, podeu seguir aquests passos per trobar el problema al vostre circuit:
Assegureu-vos que l'alimentació estigui encesa i que els vostres leds tinguin energia.
Reviseu l'endoll i els cables per si hi ha danys o corrosió.
Comproveu totes les connexionsAssegureu-vos que no heu creuat els cables i que la polaritat sigui correcta.
Proveu una font d'alimentació diferent per veure si els vostres leds necessiten més voltatge o corrent directe.
Fes servir un multímetre per comprovar la polaritat. Si el voltatge és incorrecte, els leds no funcionaran.
Comprovació de curtcircuits amb un multímetre mesurant la resistència.
També podeu fer servir aquestes comprovacions ràpides de polaritat:
Mireu els cables. Com més llarg és positiu, com més curt és negatiu.
Feu servir un multímetre en mode díode. Si els LED no s'encenen, canvieu les sondes.
Prova amb una pila de botó. Si els LED s'encenen, tens la polaritat correcta.
Troba el costat pla de la base del LED. Això marca el costat negatiu.
Nota: Un multímetre de voltatge senzill us pot ajudar a comprovar el voltatge, la continuïtat i el corrent directe del vostre circuit.
Prevenció de fallades de LED
Voleu que els vostres leds brillin amb força i durin molt de temps. Aquí teniu algunes maneres de mantenir els leds segurs al vostre circuit:
Mètode | Descripció |
|---|---|
Utilitzeu fonts d'alimentació amb pics limitats | Evita que massa corrent directe arribi als teus leds. |
Afegiu protecció contra polaritat inversa | Els díodes en paral·lel amb els leds els mantenen segurs de connexions incorrectes. |
Prova del corrent de connexió calenta | Comprova si hi ha pics de corrent directe sobtats durant el muntatge. |
Seguiu els passos de muntatge adequats | Només connecteu l'alimentació després que els leds estiguin al seu lloc. |
Utilitzeu connectors d'alta qualitat | Els bons connectors mantenen el corrent directe estable i eviten l'estrès. |
Les altes temperatures poden danyar els LED. Quan els LED s'escalfen massa, necessiten més potència per a menys llum. Amb el temps, la calor fa que els LED s'atenuïn i pot fer que fallin. Els canvis sobtats de temperatura també poden trencar els LED. Mantingueu sempre el circuit fred i utilitzeu dissipadors de calor si cal.
Avís: Massa corrent directe, voltatge invers o calor són els principals motius pels quals els leds fallen. Feu servir sempre la resistència i el díode adequats per protegir els leds.
Si seguiu aquests consells, els vostres leds funcionaran bé al vostre circuit. Evitareu la majoria de problemes i mantindreu els leds brillants durant molt de temps.
Pots fer circuits LED que funcionin bé seguint uns passos senzills. Comprova sempre en quina direcció va el LED. Busca la marca o la placa metàl·lica més gran per trobar el costat negatiu. Fes servir una resistència per mantenir el corrent directe segur. Això ajuda els teus LED a mantenir-se brillants i durar més. Assegura't que els cables estiguin ben ajustats. Fes servir bons connectors perquè el teu circuit sigui segur.
Millors pràctiques | Descripció |
|---|---|
Muntatge estable de resistències | Eviteu els danys causats per les vibracions subjectant les resistències fermament. |
Comprovació d'integritat del circuit | Mireu el vostre circuit després d'afegir resistències per trobar errors. |
Recorda aquests consells quan construeixis el teu proper projecte de LED. Neteja el circuit sovint. Comprova si hi ha cables solts. Vigila si hi ha massa calor. Aquests passos ajuden a que els teus LED brillin durant molt de temps.
FAQ
Puc utilitzar qualsevol díode amb el meu circuit LED?
Heu de triar un díode que coincideixi amb el voltatge i el corrent del vostre LED. Revisa la fitxa tècnica per a ambdues parts. Si feu servir el díode incorrecte, és possible que el LED no funcioni o que es faci malbé.
Per què el meu LED no s'encén tot i que tot sembla connectat?
Comprova primer la polaritat. El tram més llarg va a positiu. Assegureu-vos que teniu una resistència en sèrie. Si ometeu la resistència, el LED es pot cremar ràpidament.
Com puc saber quina resistència he d'utilitzar amb el meu LED?
Utilitzeu aquesta fórmula:Resistor = (Supply Voltage - LED Voltage) / LED Current
Consulteu la fitxa tècnica del vostre LED per conèixer el voltatge i el corrent. Arrodoneix al valor de la resistència estàndard més propera.
Què passa si connecto el meu LED al revés?
El LED no s'il·lumina. De vegades, es pot fer malbé. Comproveu sempre l'ànode i el càtode abans d'encendre el circuit.
Necessito un díode per a cada LED del meu projecte?
No necessiteu un díode separat per a cada LED. En la majoria dels casos, un díode de protecció per a tot el circuit funciona. Si feu servir molts LED, assegureu-vos que cadascun tingui la seva pròpia resistència.
