Ledler İçin Akım Sınırlama Direnci Hesaplanması

[ete]

Led in çalışma akımı sabit değildir. Bu nedenle akım sınırlaması yapılır. Üretici kendi led'inin ne kadar akımla çalıştığını belirtir kullanıcıda bu özelliğe uymaya çalışır. Genellikle çalışma akımı 20 ma dir. Normal ledler için geçerlidir bu. Ama aynı ledi 10 ma lik akımlada çalıştırabilirsin. Elbette bu durumda led biraz daha az parlar. Bazen bu özelliği kullanmak zorunda kalabiliriz. Ledleri uzun ömürlü olmaları için düşük akımlarda çalıştırmak gerekebilir. Limitlerde çalışan ledlerin ömürleride kısa olabilir.
Her zaman için OHM kanunu hesaplamalarda kullanılan formülü verir. Akım ve Volt bir biri ile bağlantılıdır. V=IxR formülü her şeyi açıklıyor. Bana kalırsa öncelikle Led'e istediği akımı vermek daha sonra voltaj da forward voltajı denilen çalışma voltajını aşmışmı bakmak gerekir. Zaten akım uygun olursa voltajda otomatik ayarlanmış olacaktır.
Led'e akımı sınırlamadan voltaj verirsen o kablo ucunda ne kadar akım varsa hepsine asılmaya çalışır buda ledin anında bozulmasına sebep olabilir. Bu da onun sabit akımla çalışmadığının bir şekilde ispatıdır.

Ete

[mehmud]

Nurim hocam ben zaten her ledin farklı akım ve gerilimde çalıştığını biliyordum ve ilk mesajınızda da okudum zaten.
Ete hocam aradığım cevabı vermeye biraz daha yakın. O yüzden sorumu kısaltıp tekrar soruyorum.

Elimde 180 ohm direncim, 5V girişim ve 2,3V 20mA değerlerinde üretilmiş bir led var.
Ben bunları birleştirip bir devre kurarsam led'e: A)1,4V 20mA mi gelir, B)2,3 V 15mA mi gelir, C)3,2V 10mA mi gelir?

V(direnç üzerinde harcanan)=I*R: A)3,6=0,02*180     B)2,7=0.015*180     C)1,8=0,01*180
Tüm durumlar formüle uyuyor. Bunlar sadece üç farklı durum, neredeyse sınırsız durum var. Ben bir kısmını yazdım.

Eklediğim direncin ne miktarda akımdan ne miktarda gerilimden düştüğünü nereden bileceğim?
Vaktinizi aldığımı biliyorum ama gerçekten çok kafam karıştı. Yardımlarınız için çok sağolun.

[nurim]

-"Elimde 180 ohm direncim, 5V girişim ve 2,3V 20mA değerlerinde üretilmiş bir led var.
Ben bunları birleştirip bir devre kurarsam led'e: A)1,4V 20mA mi gelir, B)2,3 V 15mA mi gelir, C)3,2V 10mA mi gelir?"
V=5v, LedV=2.3v, LedI=20mA
5v=Led volt + R volt ise....
Normalde bize gerekli olan direnç 5-2.3=2.7v, olur. 2.7/0.02=135 Ohm dur.
Ama biz devreye 180 Ohm direnç bağlarsak....V=IxR ise, Dirençteki gerilim V=0.02x180=3.6v olur. 5-3.6=1.4 Led üzerideki voltaj olur.
Buraya kadar anlatılanlar OK. ise cevap nedir?

[ete]

Burada önemli olan 180 ohm direncin ne kadarlık bir gerilim düşümü yaratacağıdır.
R=(Vin-Vout)/0,020 formülünde değerleri yerine koyarsak,
180=(5-X)/0,020=   , X=5-(180x0,02)=5-3,6=1,4V olacaktır.
LED e tatbik edilen voltaj 1,4V olunca çekeceği akımda ona bağlı olarak azalacaktır elbette bunuda Ohm kanunu ile buluruz.
V=IxR den I=V/R , I=1,4/180 = 0,0077 yani yaklaşık 8 ma akım çekecektir.
Bu durumda direncin 3,6V luk gerilim düşümü sağlayacağını ve led'e 1,4V tatbik edileceğini, bu voltaja karşı Led in 8 ma akım çekeceğini öğrenmiş oluyoruz.

Ancaak , bahsi geçen sistemi İsis de kurunca şöyle bir durum ortaya çıkıyor.
R=(V1-V2)/I formülünde,
I=(5-2,3)/180=0,015 ma şeklinde çekilen akım olarak ortaya çıkıyor.
Burada şunu düşünebiliriz. Led ler genelde devrelerde zener diyot gibi işlev görüyorlar. Burada da forward voltajı 2,3V olarak etkin oluyor ve 5-2,3V=2,7 voltluk bir voltajın Led'e tatbik edilmesini sağlıyor. Hal böyle olunca da çekilen akım benzer şekilde hesaplanınca I=2,7/180=0,015 ma lik akım ortaya çıkıyor.
Bunu birde gerçek devrede denemek lazım ama forward voltajı ile akımını bildiğiniz bir led ile yapılması gerekir bu denemenin. AKsi taktirde farklı sonuçlar çıkabilir.

Ete

[nurim]

@mehmud,

Düz mantık yerine konunun açıklığa kavuşması için hesabı tersten yapıp meseleyi farklı bir yöntemle açıklarsak....
Değişmeyen değerlerimiz neler?...5v besleme, 2.3vLed (20mAlik), 180 Ohm direncimiz.
İlk hesabımızı yapalım 5v (Besleme)=2.3vLED+Rvolt olmalıdır. Rvolt=2.7v olmalıdır. (Değişemez)
Bu durumda R üzerinde 2.7v var ise akım ne olur? V=IxR olduğuna göre 2.7=Ix180, I=0.015A ..15mA akım değeri bulunur.
"BU DEĞER DEVRENİN AKIMIDIR." Dolayısıyla, DİRENÇ üzerinde de, LED üzerinde de aynı akım vardır.
Sonuç: Led üzerinde 2.3v-15mA, direnç üzerinde ise 2.7v-15mA vardır.
Bu sonuçtan ne anlarız?...DİRENCİN değeri akım sınırlaması yapmıştır. Bunun ıspatı önceki yazımda bulunan 135 Ohm değerinden de bellidir.
Devrede 135 Ohm kullanılırsa akım 20mA oluyor. 180 Ohm olursa 15mA oluyor. O halde direncin değeri akımı sınırlamaktadır.
Sanıyorum sorunun cevapları açıklanmış oldu.

[mehmud]

Her ikinize de teşekkür ederim.
Sizden edindiğim bilgiler eşliğinde bu hesaplamayı direnç üzerinde yapınca işlerin çok daha kolaylaştığını farkettim.
İki eleman da aynı kolda olduklarından üzerlerinden geçen akım aynı olacak zaten.
V=I*R: Direncin düşürmesini istediğimiz volt= hedeflediğimiz akım * gereken direnç
1. ve 2. değişkenler sabit, 3. değişkeni de işlem bize veriyor zaten.
Benim gibi kafası karışıp da buraya gelen arkadaşlar olursa hesaplamayı direnç üzerinden yapsınlar.

[morishidol]

 Selam, amatör kullanıcıyım, akvaryumumua bir aydınlatma yapma telaşı içindeyim.
18 tane power led kullanacağım. Bunları hazır pcb ye bağlayacağım. Hazır pcb nin devresi 3 seri, 2 paralel, 3 kanal şeklindedir. her bir paralelin + kutbuna direnç bağlamak ve istediğim akımı vermek istiyorum. Ledlerin datasheet'inde 3.5-3.7v 700mA ile çalışır yazıyor. Kullanacağım düç kaynağı 12v 4.2 amperdir. Her ne kadar amperde denk de gelse bir direnç ile işimi sağlama almak istiyorum.
Amatörüm, ve direnç nasıl hesaplanır bilmiyorum. Sanırım her paralel seri için 11v 1400mA dirence ihtiyacım var, hangi direnci almam gerekir? şimdiden teşekkürler.

[mehmet]

Ledler sıcaklıkla iç dirençlerinden değer kaybeder. Daha
fazla akım çekmelerine ve daha fazla ısınmalarına
sebep olur bu durum. Öncelikle ledleri güzel bir
şekilde soğutmamız gerekecek. Uygun soğutuculara
montajı yapılabilir...

Sonraki mesele ise; komponentler eşlenik olamadıkları
için paralel bağlantılarda mutlaka dengesiz akımlar ve
buna bağlı ısı oluşacaktır.

Ben olsam; 24V besleme kullanıp 6 seri, 3 paralel yaparım.
Her paralel kolu da LM317 ile 600-700mA arası akım sınırlaması
yaptırırım. Direnç kullanmaya da gerek kalmaz.

[morishidol]

Ledler sıcaklıkla iç dirençlerinden değer kaybeder. Daha
fazla akım çekmelerine ve daha fazla ısınmalarına
sebep olur bu durum. Öncelikle ledleri güzel bir
şekilde soğutmamız gerekecek. Uygun soğutuculara
montajı yapılabilir...

Sonraki mesele ise; komponentler eşlenik olamadıkları
için paralel bağlantılarda mutlaka dengesiz akımlar ve
buna bağlı ısı oluşacaktır.

Ben olsam; 24V besleme kullanıp 6 seri, 3 paralel yaparım.
Her paralel kolu da LM317 ile 600-700mA arası akım sınırlaması
yaptırırım. Direnç kullanmaya da gerek kalmaz.

Değerli vaktiniz için teşekkür ederim. Yapmak istediğim şey elimdeki alan sınırı yüzünden biraz değişti. 6 seri ledden pcb kullanarak  4 grup yapacağım, paralel olmayacak. Toplamda 24 led süreceğim ve 24v 2.8 amper, bulamazsam 24v 3 amper ile çalıştıracağım. Ama yine de ben önlerine direnç koymak istiyorum, her 6 lı gruba 24v 700mA civarında akım vericek bir sınırlayıcıya ihtiyacım var. Almam gereken direnç nedir?

[ete]

Mehmet'in önerisi güzel aslında ama arkadaş 12V besleme kullanacağını belirttiği için bunu bir zorunluluk olarak kabul edip ona göre bir hesap yapalım diyorum. Elimizde 18 tane Power led olduğuna göre ve 12V ile en fazla 3 adet led'i seri çalışatırabileceğimize göre 6a det 3 erli seri led gurubu hazırlamak gerekecek.
Benimbildiğim Power led 3,5V ile çalışır ve 350 ma akım çeker. Led Voltajı doğru verilmiş ama akım bence yanlış. Yada farklı bir led den bahsediyoruz. Zira Power led 700 m akım çekmez.
Ben hesabı 350 ma için yapacağım.
R=(BeslemeVoltajı - LedVoltajı)/Akım, beher led 3,5V ise Led voltajı= 3*3,5=10,5V olacaktır. Seri bağlı ledelerde toplam akım bir ledin çekeceği akıma eşittir.
R=(12 - 10,5V)/0,350 =4,2 Ohm gibi bir direnç çıkıyor. Değer standart olmadığı için bunu 4,7 Ohm (1 watt) veya 3,9 Ohm/1watt olarak kullanabilirsin. Uzun ömürlü olmalarını istiyorsan 4,7 ohm olarakkullanmanı öneririm.
Bu durumda 6 paralelin her birine 4,7 ohm bağlayarak bunları birleştirecek ve güç kaynağına bağlayacaksın.

6 seri 4 lü gurup için hesap, (700 ma led akımı)
R=(24-21)/0,700=4,2 ohm. aynı sonuç çıkıyor.
Ete

[morishidol]

 İlgilendiğiniz için teşekkür ederim.

Yani ben 24v 700ma için = 4,2 ohm  1watt direnç alsam sorunum çözülüyor mu? Piyasada 4.2 ohm gibi bir değer bulunamıyorsa kaç alayım?


Birde meraktan soruyorum, burdaki 1watt neyi temsil ediyor?

[ete]

Her bir kola 4,7 Ohm bağlayın işinizi görür.
Çekilen akıma orantılı olarak direncin boyutunun (gücünün) da değişmesi gerekir.
Watt=VxA = 3 x 0,7=2,1 watt olmalı. bulursanız 3 watt alın yoksa 2watt da işinizi görecektir.
Volt hesabında 24 Volt dan düşüreceğiniz miktarı kullanmanız gerekiyor. 24-21=3V.

4,7 ohm kullanırsanız 4,7* 0,7=(24-X)=3,29 24-3,29,
X=20,71V yani 6 adet lede 20,7V vermiş olacaksınız. Vermeniz gereken 21V idi 0,3Volt eksik olack. Bu parlaklıkta pek bir şey hissettirmez ama ledlerin ömrü artar ve çekilen akımda biraz düşer. Böylece 2Watt lık direnç işinizi görmüş olur.

Ete

[mehmet]

@morishidol, ledlerin kodunu ve markasını vermeniz mümkün mü?

Led pcbsinin resmi de olursa iyi olur...

[morishidol]

 Selam,
bütün malzemeyi satın aldım. Önce bilgi vereyim;
power ledler için internet sitesinde 3.5-3.7v aralığında, 350-700mA ile çalışıyor yazıyor.

Aldıklarıma gelince;
3lü seri, 2li paralel 18 li hazır pcb ve 12v 4.2a adaptör aldım;



Bir arkadaşın önerdiği direnç hesaplama sitesine bu bilgileri yazınca almam gereken direnç 1.2ohm 2w çıkıyordu (böylece her 2li grup için 1250mA akım geçiriyor) bu dirençlerden de birkaç tane aldım.

Direnci lehimlemeyi bir türlü beceremedim. Dirençsiz 18 tane power led'e 12v 4.2 amper sürücüyü bağlasam problem olur mu? gerilimde fazlası var ama akım da denk. Buna rahmen fazla gerilim çekip bozulur mu? şimdiden teşekkürler.

[gogoce]

bende parlak kırmızı ve mavi ledler vardı şu anda bi lamba yapıyorum . 231 kırmızı ledi 3 erli gruplar halinde bağladım her gruba 1k direnç ekledim grup başına led akımı 6ma

105 adet mavi ledim vardı aynı lamba içerisinde . bunları da 2 li seri bağlayarak 1k direnç ekledim 12v ile 7 ma çektiğini gördüm . Ledden lede akımlar farkediyor galiba