חישוב ערך הנגד לחיבור לד

שלום לכם.
שמי אלכס ואני בעל חנות www.4project.co.il לרכיבי אלקטרוניקה ורובוטיקה.
מנהלי הפורום ביקשו ממני לפרסם כמה כתבות בנושא האלקטרוניקה ו-DIY בתחום, כך שאנסה לפרסם גם כאן חלק מהמאמרים שכבר פרסמתי באתר שלי.

נתחיל ממשהו קליל, אבל משהו ששאולים אותי די הרבה:
איך לחשב ערך נגד לחיבור לד למיקרובקר?

נניח אתם עובדים עם בקר Arduino שהיציאות שלו מספקות מתח של 5V ואתם רוצים לחבר אליו לד אדום כמו זה. הנתונים של הלד מראים שמפל המתח על הלד הוא 2.2 – 2.4 וולט (לחישובים נשתמש בממוצע, כלומר 2.3V). הנתונים גם מראים שזרם רציף מקסימלי הוא 20 מילי אמפר. לא ממש רצוי להפעיל את הלדים בזרם המקסימלי, כי זה מקצר את אורך החיים שלהם, אז בואו נגיד שאנחנו רוצים להזרים 15 מילי אמפר דרך הלד.

אז איך מחשבים ערך הנגד שצריך לחבר בטור ללד?

הדרך הפשוטה היא להשתמש באתר שימושי זה לחישוב ערך הנגד, אבל אם אתם רוצים ללמוד איך נעשה החישוב, תמשיכו לקרוא.

כשאומרים שעל הלד "נופל" מתח מתכוונים לזה שהלד לוקח לעצמו את המתח כדי לפעול. אז אם ה-Arduino מספק 5 וולט ועל הלד "נופל" 2.3 וולט, נשאר לנו "להפיל" את שאר 2.7 וולט (5 - 2.3) על משהו נוסף, על הנגד.
אז אנחנו יודעים את המתח על הנגד (2.7V) ואנחנו גם יודעים את הזרם שאנחנו רוצים להזרים במעגל (15mA), כל מה שנשאר לעשות זה מהציב את הערכים בנוסחת חוק אום R = V / I (התנגדות שווה למתח חלקי זרם).

במקרה שלנו: R = 2.7 / 0.015, כלומר הנגד שאנחנו צריכים הוא 180 אום.
האתר שציינתי יכול להראות ערך נגד שונה כי הוא כבר דואג לעגל את הערך המחושב לערך הקרוב לנגד סטנדרטי הקיים בשוק.


http://www.4project.co.il/image.php?...istor/1led.png

מה עושים אם רוצים לחבר יותר מלד אחד ליציאת ה-Arduino?
שוב, אפשר להשתמש באתר שימושי זה לחישוב ערכי הנגדים.

אם נחבר שני לדים בטור, אז על שניהם יפול 4.6 וולט (2 * 2.3V), והחישוב נשאר זהה לחישוב הקודם, רק עם ערכים אחרים.

ומה אם אני רוצה לחבר 4 לדים ליצואה אחת?

לחבר אותם בטור זה לא רעיון טוב כי כדי שהם יעבדו צריך "להפיל" עליהם 9.2V (לפי חישוב של 4 פעמים 2.3V) והבקר שלנו עובד במתח של 5V. אז צריך לחבר אותם במקביל.
יש שתי דרכים לחבר את הלדים במקרה הזה. הדרך הראשונה שננסה היא חיבור נגד לכל לד וחיבור של 4 הזוגות האלה במקביל אחד לשני. החישוב במקרה כזה נשאר כמו החישוב של חיבור לד בודד. דרך כל זוג של לד ונגד צריך לזרום 15mA, הלד זה אותו לד, אז חישוב הנגד נשאר אותו חישוב.

האם זה יעבוד? כנראה... אבל לזמן קצר כי כרטיס ה-Arduino שלנו כנראה ישרף. במאפיינים של כרטיס Arduino רשום שזרם שהוא יכול לספק ביציאות שלו הוא 40mA. במעגל שלנו יש 4 זוגות של לדים ונגדים שכל אחד רוצה להזרים 15mA, כלומר כל המעגל יצרוך 60mA (לפי חישוב של 4 פעמים 15mA). לא טוב!

אז מה אפשר לעשות?
בגלל שמפל מתח על הלדים שבחרנו הוא יחסית נמוך (2.3V), אפשר לחבר שני לדים בטור ועדיין להשאר במסגרת מתח העבודה שלנו (5V). כלומר מחברים שני לדים בטור עם נגד ובמקביל לזה עוד שני לדים בטור עם נגד.

http://www.4project.co.il/image.php?...stor/4leds.png

ומה אם מפל מתח על הלד הוא 3.3V כמו במקרה של לד כחול? אם נחבר אותם בטור לא נצליח להגיע לזרם של 15 מילי אמפר שרצינו. ומה עושים אם רוצים לחבר יותר מ-2-3 לדים?

במקרה כזה רצוי להשתמש ברכיב שיכול לספק יותר זרם מיציאות של Arduino, וכזה שהבקר יוכל לשלוט בו בקלות. לדוגמא טרנזיסטור MOSFET, אבל זה כבר נושא למאמר אחר.

מעניין מאד
תודה !

עוד שני טיפים הקשורים ללדים בשימוש שלנו , בד"כ מדובר על תאורת לילה .
1) את הנגד למקם בגוף , הסיבה היא שבמקרה קצר כלשהו בחוטים כשהקצר אחרי הנגד הסיכוי לנזק הוא אפסי לעומת זאת אם הנגד יהיה על הלד סביר להניח שגם הסוללה תקוצר וכל התאורה תעלם.
2) בארדואינו אפשר להדליק את הלד על רגל PWM . זה יאפשר שליטה על עוצמת ההארה והכי חשוב אפשר להגיע לערכי PWM שבעין לא מרגישים הבדל בתאורה אבל חוסכים אנרגיה וחיי לד.
ועד אחד קטן :
אפשר לקנות לדים מהבהבים שמצויינים לשימוש שלנו לתת מראה סקיילי לתאורה. הבעיה של הלדים האלה שהם לא לדים בהירים , אבל אם מחברים אותם בטור ללד בהיר שניהם יהבהבו ביחד.
ואחרון חביב:
רוב הלדים מפיצים אור בצורה ממוקדת מה שמקשה לראות את התאורה מזווית קצת שונה . הטריק הכי פשוט הוא להלביש על הלד דיפיוזר שזה מילה פלצנית לחתיכת צינורית סיליקון כמו שיש לכולנו בבית שאריות מצינוריות דלק .

הנה עוד טריק לגרום ללד לפזר את האור מסביבו:
פשוט שפשפו אותו קצת עם נייר זכוכית עדין עד שהראש שלו יהפוך למט.

אם כבר מדברים על לדים, יש צינורות פלסטיק כאלה שמעבירות את האור דרכם והם זוהרים לאורך כל הצינור (צינורות מט) או מעבירים את האור לצד השני שלו (השקופים).
משהו שיכול לייצר אפקטים נחמדים בתחום שלכם.
http://www.sparkfun.com/search/resul...&what=products

תודה אלכס. יש לך אחלה אתר, ומאמרים טובים!

אחלה מאמר אלכס אני ושמח שהחלטת להצטרף לקהילת eFly.
מאמר כזה ישמש חברים רבים. בעיקר בטיסני הלילה.

http://www.youtube.com/watch?v=f5DrrwZIxPc

שיהיה לנו בהצלחה.

ציטוט:

---

נכתב במקור על ידי ebay007

תודה אלכס. יש לך אחלה אתר, ומאמרים טובים!

---

+1 :cool: ובהצלחה