Resistencia para 20 LEDs en serie

Vuelvo aquí para obtener algunos consejos sobre un circuito de panel LED que estoy tratando de construir, ya que no puedo encontrar respuestas concretas en ningún otro lugar en línea. Mis disculpas ya que mi comprensión de la electrónica es muy limitada y me falta algo de la comprensión básica sobre los voltajes y la corriente y cómo los componentes la consumen. Es por eso que me estoy acercando a los expertos.

El circuito completo que quiero construir tendrá 100 LED. Las especificaciones de los LED son las siguientes de la hoja de datos:

Voltaje directo (VF) - Tipo: 3,30 V - MÁX: 3,80 V

Corriente directa (IF) - Tipo: 20mA - MAX: 25mA

La hoja de datos se puede encontrar aquí si ayuda en algo: http://www.luckylight.cn/UploadFiles/484WC1C-W5-3P.pdf

Mi fuente de voltaje es una fuente de alimentación de 5V 7A.

Sin embargo, no estoy seguro de tener el valor de voltaje directo correcto de la hoja de datos. Construí un circuito de prueba con 10 de estos LED en paralelo y todos se iluminaron bastante. El circuito de prueba obtuvo su energía del pin de 5V en un raspberry pi que emite 5V a aproximadamente 200mA. Cuando medí la salida en estos pines con un multímetro antes de conectar los LED, obtuve una lectura de 5,22 V y después de conectar los 10 LED en paralelo, recibí una lectura de voltaje de 5,17 V que indica una caída de voltaje de alrededor de 0,05 V durante 10 LED. Aquí es donde estoy un poco sin educación, ya que entiendo que si tengo 5 voltios, solo podré alimentar LED con un voltaje directo de 2.5 V cada uno y me desconcierta por qué un circuito con 10 Los LED con un voltaje directo de 3,30 V se iluminarán tan intensamente con una fuente de alimentación de 5 V.

Lo que me gustaría lograr es dividir los 100 LED en 5 filas de 20 donde cada fila se ejecuta en serie en su propia resistencia (solo una resistencia) debido al hecho de que el espacio en el circuito que tengo es muy limitado. Luego tomo esa fila de 20 LED en serie y la duplico 5 veces, lo que me da los 100 LED. Supongo que entonces puedes decir que tengo 5 circuitos LED aislados, todos conectados a la misma fuente de alimentación.

He intentado calcular el valor de la resistencia que necesito para ejecutar los 20 LED en calculadoras en línea, pero todas me proporcionan un diagrama paralelo donde cada LED individual tiene su propia resistencia, que no es lo que quiero. Quiero ejecutar los 20 LED en una resistencia, así que necesito calcular qué resistencia necesito para hacer eso.

Mis preguntas básicamente se resumen en esto:

  1. ¿Cómo puedo calcular la resistencia necesaria para conducir los 20 LED en serie con los 20 LED usando solo una resistencia?
  2. Tengo 5V 7Amp en la fuente de alimentación disponible en mi proyecto y a 25mA todo el circuito debería utilizar 2500mA o 2,5 Amperios, lo que debería estar bien. ¿Sin embargo, los 5 V serán suficientes para impulsar los 100 LED a un voltaje directo de 3,5 a 3,8 por LED? Aquí es donde me falta una comprensión básica de cómo funciona. Tengo acceso a una fuente de alimentación de 12V 3A en el mismo proyecto si es necesario.
  3. ¿Será un problema si construyo el circuito de 20 LED, lo duplico 5 veces y los conecto todos a la misma fuente de alimentación?
  4. ¿Es necesario usar una resistencia con todos estos LED funcionando con el mismo suministro?

Gracias por la ayuda.

20 LED en serie, cada uno con un voltaje directo de 3,3 V daría como resultado una caída de voltaje total de 66 V. Entonces, no, no puede hacer eso con un suministro de 5V (o un suministro de 12V).
Te escucho. Sin embargo, ¿obtuve el valor correcto de la hoja de datos? La razón por la que pregunto es porque construí un circuito de prueba con 10 de estos LED en paralelo y todos se iluminaron bastante. El circuito de prueba obtuvo su energía del pin de 5V en un raspberry pi que emite 5V a aproximadamente 200mA. Cuando medí la salida en estos pines usando un multímetro antes de conectar el LED, obtuve una lectura de 5,22 V y después de conectar los 10 LED en paralelo, recibí una lectura de voltaje de 5,17 V que indica una caída de voltaje de alrededor de 0,05 V durante 10 ¿LED?
Tal vez debería reformular su pregunta a: "Tengo fuente de alimentación de 5V 7A (o fuente de alimentación de 12V 3A), ¿cómo encender n LED?" de algo así... Es un tema simple que lograste transformar en un muro de texto.
@JoachimPrinsloo que la caída de voltaje proviene de una carga de 0.2A en los cables/fuente de alimentación. Esa no es la caída de voltaje directo del LED. Además, no tienes que alimentarlos a 20 mA. Los LED serán bastante brillantes con corrientes más bajas, incluso hasta 0,1 mA.
¿Tienen que estar todos encendidos al mismo tiempo? Si no, puede multiplexarlos. ¿Cuál es la aplicación final?
Hola Roger, sí, lamentablemente tienen que estar encendidos al mismo tiempo.

Respuestas (3)

Cuando conecta los LED en serie, los voltajes directos de los LED se suman. Si tiene que conectar 20 LED en serie, el voltaje directo de la cadena de LED es 20 * 3,8 V = 76 V. ¡Pero entonces solo necesita 20 mA por serie de LED! (Lo entendiste al revés)

LED en serie

Si, en cambio, contacta 20 LED en paralelo , el voltaje directo es de 3,8 V, pero ahora la corriente es de 20 * 20 mA. Ahora puede usar un suministro de 5V (ya que 5V> 3.8V). En ese caso, necesita una resistencia en frente de cada LED para "cuidar" la diferencia de su suministro de 5V y el voltaje directo del LED de 3.8V (5V - 3.8V = 1.2V), eso es lo que todos los LED-Resistor- Las calculadoras te muestran.

Entonces, para hacer que los LED se iluminen en serie, debe suministrar 20 mA, independientemente de la cantidad de LED. Un controlador LED hace eso. Suministra 20 mA y "ajusta" el voltaje para que eso suceda. Normalmente no colocaría 20 LED en serie, ya que su controlador de LED tenía que suministrar ~ 76 V (que la fuente de alimentación debe suministrar en primer lugar).

Una fuente de 5V puede hacer 1 LED en serie (5V > 3.8V). Un suministro de 12V puede hacer 3 LED en serie (12V > 3*3.8V). Por cada cadena de LED, proporciona 20 mA cada uno.

¡No es la respuesta que me hubiera gustado dar aquí, pero sin embargo es la correcta! Esto explica claramente por qué mi circuito de prueba también funcionó. Básicamente tengo una de dos opciones aquí. uno es conectar todos los LED en paralelo y el otro es volver a la mesa de dibujo y encontrar otra solución. Muchas gracias. ¡incluso el voltaje tiene mucho más sentido para mí ahora!

NO PUEDE conectar 20 LED de voltaje directo de 3,3 V en serie con una fuente de alimentación de 5 V.

Fuente V - Avance V
5 - (3.3 * 20) = 5 - 66 = -61

Eso es un déficit de 61 voltios. No hay suficientes voltios para activar las características directas de los LED. No fluirá corriente.

La única forma de hacerlo es mediante el uso de un amplificador de voltaje, como un regulador de conmutación elevador . Necesitará (3,3 V * 20 LED) + 2 V (para que funcione la resistencia) = 68 voltios * 0,02 amperios = 1,36 vatios de entrada, más cualquier eficiencia (normalmente 85 %), por lo que ~1,56 vatios de entrada. A 5 V, eso es 1,56 W/5 V = 0,312 amperios de entrada. Ahora 4 de estas cadenas, eso es 1,25 amperios a 5 V.

Actualización: la caída de 0,05 V que ve en el suministro de 5 V no es la caída de corriente directa del LED. Esa caída se debe al consumo de energía de los cables USB, que son conductores no perfectos, también conocidos como resistencias. Eso es normal.

Te escucho. Sin embargo, ¿obtuve el valor correcto de la hoja de datos? La razón por la que pregunto es porque construí un circuito de prueba con 10 de estos LED en paralelo y todos se iluminaron bastante. El circuito de prueba obtuvo su energía del pin de 5V en un raspberry pi que emite 5V a aproximadamente 200mA. Cuando medí la salida en estos pines usando un multímetro antes de conectar el LED, obtuve una lectura de 5,22 V y después de conectar los 10 LED en paralelo, recibí una lectura de voltaje de 5,17 V que indica una caída de voltaje de alrededor de 0,05 V durante 10 ¿LED? Agregué esto a la pregunta.
@JoachimPrinsloo que la caída de voltaje proviene de una carga de 0.2A en los cables/fuente de alimentación. Esa no es la caída de voltaje directo del LED. Además, no tienes que alimentarlos a 20 mA. Los LED serán bastante brillantes con corrientes más bajas, incluso hasta 0,1 mA. Y probablemente no quiera usar el pin de 5 V del RPI para esto, ya que posiblemente podría disparar el fusible de alimentación del RPI con estas altas corrientes.
Gracias Transeúnte. Esto parece ir en la dirección correcta. ¿Cómo determinaré entonces el voltaje directo del LED? ¿Puedo suponer que la medida que tomé en el multímetro es el voltaje directo correcto y usar eso para calcular mi resistencia? Es decir: (5,22 V - 5,17 V) / 10? PD: gracias por el consejo sobre el RPI. No pensé que eso importaría :-) Además, lo hice en mi nuevo RPI3. sería una pena que el humo mágico que lo hace funcionar se escapara de ese.

Usaría un suministro de 24 V y cablearía 7 u 8 LED (8 * 3 V o 7 * 3.3 V = 24 V) en serie. Haz tres series con 24 LEDs. Agregue una resistencia de 10 a 30 ohmios a cada serie. Ayuda a regular la corriente en todas las series (teóricamente).

Lo hice con suministros de 12V para Christmass.

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