سلام! من تامین کننده LED های 7 سگمنت هستم و افراد زیادی را دیده ام که سر خود را در مورد چگونگی انتخاب مقاومت مناسب برای این نمایشگرهای کوچک و زیبا می خارند. ممکن است کار دشواری به نظر برسد، اما نگران نباشید - من اینجا هستم تا آن را برای شما به روشی که به راحتی قابل درک باشد تجزیه و تحلیل کنم.
ابتدا اجازه دهید کمی در مورد چیستی LED های 7 سگمنت صحبت کنیم. آنها همان نمایشگرهایی هستند که روی ساعت های دیجیتال، ماشین حساب ها و انواع دستگاه های الکترونیکی می بینید. هر نمایشگر از هفت بخش مجزا (و گاهی یک قسمت اضافی برای نقطه اعشار) تشکیل شده است که به گونه ای مرتب شده اند که می تواند اعداد 0 تا 9 را نشان دهد. ما انواع مختلفی مانندLED تک رقمی 7 قطعه،ال ای دی 7 سگمنت سه رقمی، وLED چهار رقمی 7 قطعه.
حالا چرا ما حتی به یک مقاومت با LED 7 سگمنت نیاز داریم؟ خوب، LED ها چیزهای کوچک حساسی هستند. اگر آنها را مستقیماً به یک منبع تغذیه بدون مقاومت وصل کنید، جریان زیادی از آنها عبور می کند. این می تواند باعث شود که LED ها خیلی سریع بسوزند یا حتی به کل مدار شما آسیب برسانند. وظیفه مقاومت این است که مقدار جریانی را که به ال ای دی می رسد محدود کند، آن را ایمن نگه دارد و عمر طولانی تری داشته باشد.
اولین قدم در انتخاب مقاومت مناسب این است که ولتاژ جلو و جریان رو به جلو LED 7 سگمنت خود را مشخص کنید. ولتاژ فوروارد (معمولاً به صورت Vf نوشته می شود) مقدار ولتاژی است که LED برای روشن شدن مناسب نیاز دارد. جریان رو به جلو (If) مقدار جریانی است که هنگام روشن بودن LED باید از طریق آن عبور کند. می توانید این مقادیر را در دیتاشیت همراه با LED 7 سگمنت خود بیابید. اگر دیتاشیت را ندارید، معمولاً می توانید آن را به صورت آنلاین با استفاده از شماره مدل LED خود جستجو کنید.
فرض کنید مقادیر ولتاژ و جریان رو به جلو را دارید. نکته بعدی که باید بدانید ولتاژ منبع تغذیه شما است (بیایید آن را Vs بنامیم). این ولتاژی است که قرار است به مدار شما وارد شود.
هنگامی که این مقادیر را دارید، می توانید از قانون اهم برای محاسبه مقاومت مورد نیاز خود استفاده کنید. قانون اهم یک قانون واقعاً مهم در الکترونیک است و می گوید که مقاومت (R) برابر است با ولتاژ تقسیم بر جریان (R = V / I). در مورد ما، ما باید ولتاژ مقاومت را پیدا کنیم. ما می توانیم این کار را با کم کردن ولتاژ پیشروی LED از ولتاژ منبع تغذیه (V = Vs - Vf) انجام دهیم.
بنابراین، فرمول محاسبه مقاومت مقاومت به صورت زیر است:
R = (Vs - Vf) / اگر
بیایید از طریق یک مثال کار کنیم. فرض کنید یک LED 7 سگمنت با ولتاژ فوروارد 2 ولت و جریان جلویی 20 میلی آمپر (که 0.02 آمپر است) دارید. شما از منبع تغذیه 5 ولت استفاده می کنید.
ابتدا ولتاژ مقاومت را پیدا کنید:
V = Vs - Vf
V = 5V - 2V
V = 3V
سپس از قانون اهم برای محاسبه مقاومت استفاده کنید:
R = V / اگر
R = 3V / 0.02A
R = 150 اهم
بنابراین، در این مورد، به یک مقاومت 150 اهم نیاز دارید تا جریان را به مقدار مناسب برای LED 7 سگمنت خود محدود کنید.
اما نکته اینجاست - مقاومت ها دارای مقادیر استاندارد هستند. ممکن است نتوانید دقیقاً یک مقاومت 150 اهم پیدا کنید. در آن صورت، می توانید از نزدیکترین مقدار استاندارد بعدی استفاده کنید. معمولاً بهتر است مقدار مقاومت کمی بالاتر از پایین تر بروید. اگر از مقاومتی با مقاومت کمی بالاتر استفاده می کنید، LED ممکن است کمی تیره تر باشد، اما همچنان کار می کند. اگر از مقاومتی با مقاومت کمتر استفاده می کنید، خطر ارسال جریان بیش از حد از طریق LED و سوختن آن وجود دارد.
یکی دیگر از مواردی که باید در نظر بگیرید، رتبه قدرت مقاومت است. رتبه بندی توان به شما می گوید که مقاومت چقدر توان را بدون گرم شدن بیش از حد تحمل می کند. می توانید توان (P) تلف شده توسط مقاومت را با استفاده از فرمول P = I^2 * R محاسبه کنید. در مثال بالا، توان تلف شده توسط مقاومت 150 اهم به صورت زیر خواهد بود:
P = (0.02A)^2 * 150 اهم
P = 0.0004A^2 * 150 اهم
P = 0.06 وات
اکثر مقاومت های استاندارد دارای توان 1/8 وات، 1/4 وات، 1/2 وات و غیره هستند. در این مورد، مقاومت 1/8 وات (که می تواند تا 0.125 وات را تحمل کند) خوب است، اما مقاومت 1/4 وات (که می تواند تا 0.25 وات را تحمل کند) حاشیه ایمنی کمی بیشتر به شما می دهد.
اکنون، اگر از یک آند معمولی یا LED 7 قطعه کاتد مشترک استفاده میکنید، اوضاع کمی پیچیدهتر میشود. در یک LED آند مشترک، تمام آندها (پایانه های مثبت) هر بخش به هم متصل می شوند. در یک LED کاتدی مشترک، تمام کاتدها (پایانه های منفی) به هم متصل می شوند.
هنگام استفاده از ال ای دی آند مشترک، طرف مثبت منبع تغذیه خود را به آند مشترک وصل می کنید و در سمت کاتد هر قطعه از مقاومت ها استفاده می کنید. هنگام استفاده از ال ای دی کاتدی مشترک، طرف منفی منبع تغذیه خود را به کاتد مشترک وصل می کنید و از مقاومت ها در سمت آند هر بخش استفاده می کنید.
محاسبه مقادیر مقاومت مانند قبل است، اما باید مطمئن شوید که از مقادیر ولتاژ و جریان مناسب برای هر بخش استفاده می کنید.
یکی دیگر از مواردی که باید در نظر داشته باشید این است که اگر از چند رقم LED های 7 قسمتی استفاده می کنید، ممکن است نیاز به استفاده از رویکرد متفاوتی داشته باشید. به عنوان مثال، اگر از مالتی پلکس برای کنترل چندین رقم استفاده می کنید، باید چرخه وظیفه را در نظر بگیرید. چرخه وظیفه درصد زمانی است که هر رقم در واقع روشن است. هنگام مالتی پلکس کردن، هر رقم فقط برای مدت کوتاهی روشن است، بنابراین می توانید بدون گرم شدن بیش از حد LED ها از مقاومت کمتری استفاده کنید.
در نتیجه، انتخاب مقاومت مناسب برای یک LED 7 قسمتی آنقدرها هم که به نظر می رسد سخت نیست. شما فقط باید ولتاژ و جریان رو به جلو LED خود، ولتاژ منبع تغذیه خود را بدانید و از قانون اهم برای محاسبه مقاومت استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که مقاومتی با توان مناسب انتخاب کرده اید و نوع LED 7 سگمنت (آند معمولی یا کاتد مشترک) و اینکه آیا از مالتی پلکسی استفاده می کنید را در نظر بگیرید.
اگر در بازار LED های 7 سگمنت باکیفیت هستید و برای انتخاب مقاومت مناسب نیاز به کمک دارید یا سؤال دیگری دارید، دریغ نکنید. ما اینجا هستیم تا به شما در رفع تمام نیازهای LED 7 سگمنت شما کمک کنیم. چه بر روی یک پروژه کوچک DIY کار می کنید یا یک برنامه صنعتی در مقیاس بزرگ، ما محصولات و تخصص را برای پشتیبانی از شما داریم.
مراجع
- کتاب های درسی الکترونیک که نظریه مدارهای پایه و قانون اهم را پوشش می دهد.
- برگه اطلاعات LED های 7 سگمنت مختلف برای مشخصات ولتاژ و جریان پیشرو.