Cálculo de corriente para una matriz paralela de LED en serie

Obtengo una lectura extraña de una serie de LED, lo que podría hacer con un poco de ayuda para comprender. Tengo un proyecto muy específico, pero para abstraer esta pregunta de eso, supongamos lo siguiente:

Tengo 24 LED en 4 conjuntos, cada uno de 6 LED con una resistencia de 68 ohmios. Son LED de 1.8v que usan 20mA y tengo un suministro de 12v.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Entiendo cómo calcular la resistencia y la corriente requeridas para LED individuales, pero utilicé el excelente http://led.linear1.org/led.wiz para hacer los cálculos por mí. Concluye que mi matriz usará 80 mA.

Sin embargo, cuando uso mi medidor, ¿me dice que la matriz solo usa 8 mA?

Planeo ejecutar esto desde mi Arduino Micro, que puede entregar fácilmente 8 mA desde un pin, pero ciertamente no 80 mA, por lo que la diferencia es crucial para mí.

Inicialmente, pensé que estaba leyendo mal el medidor (es nuevo) y estaba fuera por un factor de 10, pero la única otra cosa de una corriente conocida (más o menos) con la que podía comparar mi medidor a 12v era el propio Arduino, que está dibujando 37mA, lo que me parece correcto (y 370mA parecería demasiado alto para un Micro), lo que significa que mi medidor probablemente sea correcto.

Sé que puede obtener variaciones en los LED o lo que sea, pero tengo 3 de estas matrices y todas leen lo mismo ~ 8 mA. ¿Qué me estoy perdiendo o esta matriz debería extraer solo 8 mA? ¿Cómo se debe calcular una matriz paralela de LED en serie?

Gracias por cualquier ayuda.

¿Qué estás usando para la fuente de 12V?
Una verruga de pared de 12v, por lo que es un 12v bastante estable (a diferencia de la batería de un automóvil).
¿Da una calificación actual? ¿Y está seguro de que usó resistencias de 68 ohmios (azul gris negro)? Si usó 680 Ohm (Blue Grey Brown) accidentalmente, los números funcionan correctamente.
Sí, la fuente de alimentación tiene una clasificación de 2A. Revisé con el medidor y proporciona un 12.13v estable. Y aunque dudé de mí mismo al principio, verifiqué las resistencias; azul, gris, negro y verifiqué dos veces con el medidor (en caso de ojos dudosos) y son 68 (más o menos) ohmios.
Mida el voltaje a través de una de sus resistencias. ¿Cuál es el voltaje? (Es probable que casi no haya voltaje en ninguna de las resistencias. Pero vale la pena verificarlo para estar seguro).
Cuál es la resistencia interna de su multímetro (Ficha técnica). Hay algunos casos en los que la resistencia es tan alta que es casi imposible obtener buenos resultados. También es nuevo como dijiste, por lo que podría ser que no hayas medido corriente con él hasta ahora.
El voltaje a través de la resistencia es de 0.26v. El medidor es solo un cheepie (Tacklife DM09) y desafortunadamente no puedo ver la resistencia interna mencionada en ninguna parte, pero si uso mi viejo medidor para medirlo, no tiene una lectura, lo que sugiere que no hay circuito o no hay resistencia. (Sospecho que lo primero) que no ayuda mucho, supongo.

Respuestas (2)

¿Cuánta corriente fluye a través de cada rama del circuito?

Todas las ramas están en paralelo con la fuente de 12 V, por lo que hay 12 V en cada rama.

12 V = 6 ∗ V L mi D + I B R A norte C H ∗ 68 Ω
V L mi D es de aproximadamente 1,8 V, por lo que
1.2 V = I B R A norte C H ∗ 68 Ω
1.2 V 68 Ω = I B R A norte C H ≈ 18 metro A

Tiene cuatro ramas idénticas, cada una de las cuales conduce la misma magnitud de corriente, por lo que la corriente total es de aproximadamente 4 * 18 mA = 72 mA . La herramienta que utilizó da una estimación razonable.

Si usó accidentalmente 680 Ω (Azul Gris Marrón) resistencias en lugar de 68 Ω (Azul Gris Negro), la corriente será el 10% del cálculo anterior, dando alrededor de 8mA.

Revisé las resistencias, definitivamente son de 68 ohmios. Ocurrieron otras dos cosas, ninguna de las cuales hubiera considerado importante, pero... 1) Estoy ejecutando los tres arreglos (72 LED) y uno más pequeño (12 LED más) en un suministro común, y luego midiendo con mi medidor en serie de una matriz a la vez. Leen 8 mA, pero me doy cuenta de que esto sube a 11 mA si ejecuto y mido solo una matriz a la vez. 2) Tengo bastante pegamento de una pistola de aire caliente que mantiene las cosas en su lugar, pero si esto se lleva a cabo, lo cual no creo que suceda, ¿aumentaría los mA, no los reduciría?
@HeMan: intente construir y medir una sola rama (6 LED + resistencia) antes de hacerlo en todo el sistema. Si aún obtiene mediciones sin sentido en una sola rama, eso indica que no la ha construido correctamente o no la está midiendo correctamente. El pegamento caliente no es conductor y no afectará su circuito.
De acuerdo, lamentablemente solo me quedan 4 LED amarillos, pero tengo muchos rojos, que tienen las mismas especificaciones (es cierto, ¡eso es solo lo que dice en Amazon!), así que hice una sola ejecución de 6 rojos y una resistencia de 68 ohmios. Obtengo 0.26v en la resistencia, 1.92v en los LED (más o menos 0.02v) y 12.12v en el suministro. Y, sin embargo, ¿todavía solo obtengo 5,23 mA para el circuito?

Creo que está ignorando la tolerancia de estos LED para Vf.

Nunca he visto ningún LED de 20 mA clasificado para 1,8 V máx., solo típico.

Si de hecho fueran Vf = 2.1 @ 20mA, esto explicaría por qué solo obtiene 8mA.

Lo que podría hacer es medir el Vf en un solo LED y luego medir Vss = 12.?V para confirmar que esto es cierto. Entonces 8mA*68R=0.5V (aprox) así que 11.5V/6 = 1.92V @ 8mA lo cual tiene sentido.

Solución.

Reduzca la cadena a 5 LED y vuelva a calcular R para Vf real. Mi estimación es de 2,1 V a 20 mA según sus resultados precisos. Entonces (12V-(5LEDs*2.1V))/20mA= 1.5V/20mA = 75 ohmios (entonces 68 será un poco más de 20 mA)

O cámbielo de 6S4P a 5S5P usando 25 LED

Conclusión.

Preste más atención a las tolerancias.
Toda la variación de Vf del diodo se debe a la variación de ESR y no al umbral de 100 uA o incluso de 1 mA.

Entonces, si desea una corriente LED más precisa en sus diseños, especifique fuentes con tolerancias más estrictas en Vf o seleccione lotes, mida vf y elija Rs para cumplir con su tolerancia en la corriente. Cada lote de 200 LED o más debería estar dentro del 1% si no están mezclados o desordenados o, peor aún, no probados por distribuidores baratos y sucios.

Tiene razón, las matemáticas funcionan asumiendo 1.92v por LED, que es aproximadamente lo que estoy leyendo. Entonces, la pregunta es, ¿puedo suponer que mi matriz solo consumirá ~ 8 mA más o menos (tal vez un poco más a medida que se calientan) y, por lo tanto, estoy bien ejecutándolos directamente desde un pin de E / S clasificado a un máximo de 20 mA? Supongo que la pregunta es, ¿es mejor ejecutar estas cosas según las lecturas reales o según las especificaciones?
Gracias por validar mis cálculos. Debe tener en cuenta la estabilidad del voltaje de suministro como la variable más grande cuando la cadena de LED casi iguala el voltaje de suministro. Puede cortocircuitar fácilmente los 68 ohmios y conducir directamente siempre que Vcc no aumente. Las lecturas reales son más precisas que las especificaciones. Pero sería más prudente seguir mi solución de respuesta. Pero si confía en que el PS V+ sea estable, desvíe el 68R con un modo DMM mA y mida la corriente. Debe estar cerca de 20mA.
Los controladores IO suelen ser RdsOn de 25 a 50 ohmios, por lo que en este caso puede reducir el Rs de la cadena 6S a 0 ohmios.
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