LED DİRENCİ NASIL HESAPLANIR?
Elektronik devrelerde ledleri kullanırken çoğu zaman seri bir direnç ile bağlandıkları dikkatinizi çekmiştir. Led devrelerindeki seri direnç nasıl hesaplanır bu yazımıza konu oluyor. Nasıl ki her elektronik cihaz bir çalışma voltajına sahipse ledler de bir çalışma voltajına sahiptir. Minimum ve maksimum voltaj değerlerine ve üzerinden geçebilecek maksimum akım değerine ledlerin bilgi kağıtlarından ulaşmak mümkündür. Ancak her led için bilgi kağıdına ulaşmak biraz zor olabilir, çünkü üzerinde seri numarası, ürün kodu, üretici gibi bilgiler fiziksel olarak yer almamaktadır. Aşağıdaki şekilde 3mm 'lik kırmızı bir led için üzerine düşen voltaj ve içinden geçen akım için bir eğri paylaşıyorum.
Bu eğriye bakarak ledimizin hangi voltaj seviyesinde ne kadar akım çekeceği görülmekte. Aynı zamanda bilgi kağıdında yer alığına göre maksimum forward akımı 20mA olarak belirtilmiş. Bu ledimizin sorunsuzca çalışacağı son noktadır. Bu sebeple led akımının bu değeri aşmaması kritik önem arzeder. Tipik bir hareketle ledimizin üzerinden 10mA geçmesine izin verelim. Eğriye göre 1.8v, bu talebi karşılıyor olacak. Takip eden resimde led devre şeması görülmektedir;
VIN kaynağı yukarıdaki devre için, devreye 5v sağlıyor, devre üzerinde iki tane (direnç ve led) tüketici var, devremizin seri olması sebebiyle kaynak voltajı bu iki tüketici üzerinde toplanmak zorundadır, yani;
VIN = VR + VLED eşitliğini elde ederiz; bu durumda VR üzerindeki gerilimi hesaplamak için kaynak voltajından led üzerine düşen voltajı (1.8v olduğunu belirlemiştik) çıkartarak ulaşabiliriz;
VR = VIN - VLED => VR = 5 - 1.8 = VR = 3.2V olarak hesaplanmış olur. Bu direnç üzerindeki voltaj değeridir.
Ohm yasası denklemini hatırlarsak => V = I . R 'dir, burdan R 'yi elde etmek için denklemin her iki tarafını I 'ya böler R = V / I 'ya ulaşmış oluruz. Son adımda R yi hesaplamak için değerleri yerine koyalım.
R = 3.2v / 0.010A (10mA = 0.010A) => 320 ohm olarak karşımıza çıkar. Pazarda bu değere yakın 330 ohm 'luk direnç bulunup devrede kullanılabilir.
Düşük kaynak gerilimleri için hesaplamaya değmeyecek olsa da, kaynak gerilimi yükseldikçe direnç üzerine düşecek voltaj da artacaktır bu durumda direncin güç kaybı hesaplanıp, kullanılacak direncin bunu karşılayıp karşılamadığı kontrol edilmelidir.
Güç hesaplama için P = I . V formülü kullanılır. P (watt) gücü, I(Amper) akımı, V(volt), piyasada çokça bulunan THT film dirençler 1/4 w (250mW) gücündedir. Yukarıdaki devre için hesaplamak gerekirse
P = 0.010A * 3.2 'den 32mW değeri elde edilir ki bu da 250mW 'dan küçüktür.
Bu boyutta bir direnç için giriş voltajını ne kadar arttırabiliriz onu hesaplamamız gerekirse de devre akımımız 10mA, gücümüz maksimumda 250mW olduğuna göre direnç üzerine maksimum düşürebileceğimiz voltaja erişebiliriz, bulduğumuz değere de VLed 'i ekleyerek maksimum kaynak voltajına erişmiş olacağız;
P = I . V => V ye ulaşabilmek için denklemin her iki tarafını I ya bölelim;
V = P / I , değerlerimizi yerine koyalım => V = 0,25/0,010 'dan 25V değerine ulaşırız ki bu da direncimizin üzerine düşürebileceğimiz maksiumum voltaj değeridir. VLed için 1.8V belirlemiştik bunu da bu değere eklediğimizde 25 + 1.8 = 26.8V a kadar 1/4w gücünde film direnç kullanarak bu devreyi sorunsuz çalıştırabiliriz. Giriş voltajı değiştiğinde direncin değerinin de değişeceğini unutmayın ;) 25V'luk bir VR için 25/0,01 den 2,5K değerinde direnç kullanmak gerekecektir.
Kaynak voltajının daha yüksek olması gereken devrelerde yine hesaplamaları yapılarak 1/4 lık dirençler seri bağlanarak üzerlerine düşecek voltajlar maksimumda 25 voltu geçmeyecek şekilde seçilerek devre tasarımı yapılabilir.
Son olarak eğer küçük ledinizin değerlerine ulaşamıyorsanız şöyle bir tavsiye verebilirim, ayrıca bu ledinizin devrenizde hangi parlaklıkta yanacağını seçmenize de olanak sağlayacaktır. Akım gösteren bir güç kaynağına sahipseniz ve güç kaynağınızın çıkış voltajını hassas (0.1V luk hassasiyet yeterli olacaktır) ayarlayabiliyorsanız 1.5 v seviyelerinde ayarlayıp ledi güç kaynağına bağlayın, 0,1 voltluk adımlarla arttırmaya başlayın lediniz bir noktada yanmaya başlayacaktır, arttırmaya devam edin, parlaklık konusunda evet bu iyidir dediğiniz noktadaki akımı ve voltajı kaydedip yukarıdaki hesaplamayı yaparak direncinizi bağladığınızda ledinizin aynı seviyede yandığını göreceksiniz. Ayrıca ledler için maksimum değerlerin olduğunu ve üzerine çıktığınızda ledinizin ısınıp bozulabileceğini unutmayın! Internette farklı kaynaklarda led voltaj seviyelerini bulmanız mümkün ancak burada bahsettiğim method sizin için en iyisi olacağından emin olabilirsiniz. Ben tombul ledimi (10mm) 2.77V 'da 10mA akımla çalıştırdım.
Eğer bu da imkanınız dahilinde değilse son tavsiyem direncinizi giriş voltajına göre ayarlamak olacaktır, benim bildiğim hiçbir led 20mA akım seviyesinin altında sorun yaratmaz, dolayısıyla
R = VIN / 0,02 'den hesapladığınız direnci, (güç sınırlarına dikkat edin) güvenle devrede kullanabilirsiniz..
Kafanıza takılan bir şey olursa lütfen yorumlarda sormaktan çekinmeyin!
Konuyla alakalı kanalımda bir video yayınlamıştım dilerseniz onu da izleyebilirsiniz.
Herkese Kolay Gelsin.
