เฮ้! ฉันเป็นซัพพลายเออร์ของไฟ LED 7 ส่วน และฉันเห็นผู้คนจำนวนมากสับสนกับวิธีเลือกตัวต้านทานที่เหมาะสมสำหรับจอแสดงผลขนาดเล็กที่สวยงามเหล่านี้ อาจดูเหมือนเป็นงานที่ยุ่งยาก แต่อย่ากังวล ฉันมาที่นี่เพื่อแจกแจงรายละเอียดให้คุณด้วยวิธีที่เข้าใจง่าย
ก่อนอื่น เรามาพูดคุยกันก่อนว่าไฟ LED 7 ส่วนคืออะไร เป็นจอแสดงผลที่คุณเห็นบนนาฬิกาดิจิทัล เครื่องคิดเลข และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภท จอแสดงผลแต่ละจอประกอบด้วยเจ็ดส่วน (และบางครั้งก็เป็นส่วนเสริมสำหรับจุดทศนิยม) โดยจัดเรียงในลักษณะที่สามารถแสดงตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 9 เรามีประเภทที่แตกต่างกัน เช่นไฟ LED 7 Segment หนึ่งหลัก-ไฟ LED 7 Segment สามหลัก, และไฟ LED 7 Segment สี่หลัก-
ทีนี้ทำไมเราถึงต้องใช้ตัวต้านทานที่มี LED 7 ส่วนด้วย? LED เป็นสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ที่ละเอียดอ่อน หากคุณเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งพลังงานโดยไม่มีตัวต้านทาน กระแสไฟจะไหลผ่านมากเกินไป นี่อาจทำให้ไฟ LED ไหม้เร็วมากหรืออาจทำให้วงจรทั้งหมดของคุณเสียหายได้ หน้าที่ของตัวต้านทานคือการจำกัดปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไปถึง LED เพื่อรักษาให้ปลอดภัยและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
ขั้นตอนแรกในการเลือกตัวต้านทานที่ถูกต้องคือการหาแรงดันไปข้างหน้าและกระแสไปข้างหน้าของ LED 7 ส่วนของคุณ แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า (โดยปกติจะเขียนเป็น Vf) คือปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ LED ต้องใช้ในการส่องสว่างอย่างเหมาะสม กระแสไปข้างหน้า (If) คือปริมาณกระแสที่ควรไหลผ่าน LED เมื่อเปิดสวิตช์ คุณสามารถค้นหาค่าเหล่านี้ได้ในเอกสารข้อมูลที่มาพร้อมกับ LED 7 ส่วนของคุณ หากคุณไม่มีเอกสารข้อมูล โดยปกติคุณสามารถค้นหาทางออนไลน์ได้โดยใช้หมายเลขรุ่นของ LED ของคุณ
สมมติว่าคุณมีแรงดันไปข้างหน้าและค่ากระแสไปข้างหน้า สิ่งต่อไปที่คุณต้องรู้คือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานของคุณ (เรียกว่า Vs) นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่จะจ่ายให้กับวงจรของคุณ
เมื่อคุณมีค่าเหล่านี้แล้ว คุณสามารถใช้กฎของโอห์มเพื่อคำนวณความต้านทานที่คุณต้องการได้ กฎของโอห์มเป็นกฎที่สำคัญมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และกล่าวไว้ว่าความต้านทาน (R) เท่ากับแรงดันไฟฟ้าหารด้วยกระแสไฟฟ้า (R = V / I) ในกรณีของเรา เราจำเป็นต้องค้นหาแรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทาน เราสามารถทำได้โดยการลบแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ออกจากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน (V = Vs - Vf)
ดังนั้น สูตรคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานคือ:
R = (เทียบกับ - Vf) / ถ้า
เรามาทำงานผ่านตัวอย่างกัน สมมติว่าคุณมี LED 7 ส่วนที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 2V และกระแสไปข้างหน้า 20mA (ซึ่งก็คือ 0.02A) คุณกำลังใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V
ขั้นแรก หาแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน:
วี = กับ - Vf
วี = 5V - 2V
วี = 3 โวลต์
จากนั้นใช้กฎของโอห์มเพื่อคำนวณความต้านทาน:
R = V / ถ้า
ร = 3V / 0.02A
ร = 150 โอห์ม
ดังนั้น ในกรณีนี้ คุณจะต้องมีตัวต้านทาน 150 โอห์มเพื่อจำกัดกระแสให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมสำหรับ LED 7 ส่วนของคุณ
แต่ประเด็นสำคัญก็คือ ตัวต้านทานจะมีค่ามาตรฐาน คุณอาจไม่สามารถหาตัวต้านทาน 150 โอห์มได้แน่ชัด ในกรณีนั้น คุณสามารถใช้ค่ามาตรฐานถัดไปที่ใกล้เคียงที่สุดได้ โดยปกติแล้ว ควรมีแนวต้านสูงกว่าเล็กน้อยจะดีกว่าเล็กน้อย หากคุณใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานสูงกว่าเล็กน้อย LED อาจจะหรี่ลงเล็กน้อยแต่ก็ยังใช้งานได้ หากคุณใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานต่ำกว่า คุณเสี่ยงที่จะส่งกระแสไฟมากเกินไปผ่าน LED และทำให้ไฟดับ
สิ่งที่ต้องพิจารณาอีกประการหนึ่งคือระดับพลังงานของตัวต้านทาน อัตราพลังงานจะบอกคุณว่าตัวต้านทานสามารถรองรับพลังงานได้เท่าใดโดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป คุณสามารถคำนวณกำลัง (P) ที่กระจายโดยตัวต้านทานได้โดยใช้สูตร P = I^2 * R ในตัวอย่างข้างต้น กำลังที่กระจายโดยตัวต้านทาน 150 โอห์มจะเป็น:
P = (0.02A)^2 * 150 โอห์ม
P = 0.0004A^2 * 150 โอห์ม
พี = 0.06 วัตต์
ตัวต้านทานมาตรฐานส่วนใหญ่มีพิกัดกำลังไฟ 1/8W, 1/4W, 1/2W เป็นต้น ในกรณีนี้ ตัวต้านทาน 1/8W (ซึ่งสามารถรองรับกระแสไฟได้สูงสุด 0.125W) ก็ใช้ได้ แต่ตัวต้านทาน 1/4W (ซึ่งสามารถรองรับกระแสไฟสูงสุด 0.25W) จะทำให้คุณได้รับความปลอดภัยเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
ตอนนี้ หากคุณใช้ขั้วบวกทั่วไปหรือ LED 7 ส่วนที่เป็นแคโทดทั่วไป สิ่งต่างๆ จะซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย ใน LED ขั้วบวกทั่วไป ขั้วบวกทั้งหมด (ขั้วบวก) ของแต่ละส่วนจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ใน LED แคโทดทั่วไป แคโทดทั้งหมด (ขั้วลบ) จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน
เมื่อใช้ LED ขั้วบวกทั่วไป คุณจะต้องเชื่อมต่อด้านบวกของแหล่งพลังงานเข้ากับขั้วบวกทั่วไป และใช้ตัวต้านทานที่ด้านแคโทดของแต่ละส่วน เมื่อใช้ LED แคโทดทั่วไป คุณจะต้องเชื่อมต่อด้านลบของแหล่งพลังงานเข้ากับแคโทดร่วม และใช้ตัวต้านทานที่ด้านแอโนดของแต่ละเซกเมนต์
การคำนวณค่าตัวต้านทานจะเหมือนกับเมื่อก่อน แต่คุณต้องแน่ใจว่าคุณใช้ค่าแรงดันและกระแสที่ถูกต้องสำหรับแต่ละส่วน
อีกสิ่งหนึ่งที่ควรจำไว้ก็คือ หากคุณใช้ LED 7 ส่วนหลายหลัก คุณอาจจำเป็นต้องใช้แนวทางอื่น ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้มัลติเพล็กซ์เพื่อควบคุมตัวเลขหลายหลัก คุณจะต้องพิจารณารอบการทำงานด้วย รอบการทำงานคือเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่แต่ละหลักเปิดอยู่จริง เมื่อทำการมัลติเพล็กซ์ แต่ละหลักจะเปิดในช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้น คุณจึงสามารถใช้ตัวต้านทานความต้านทานต่ำได้โดยไม่ทำให้ LED ร้อนเกินไป
โดยสรุป การเลือกตัวต้านทานที่เหมาะสมสำหรับ LED 7 ส่วนนั้นไม่ยากอย่างที่คิด คุณเพียงแค่ต้องทราบแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าและกระแสไปข้างหน้าของ LED ของคุณ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานของคุณ และใช้กฎของโอห์มเพื่อคำนวณความต้านทาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกตัวต้านทานที่มีระดับพลังงานที่เหมาะสม และพิจารณาประเภทของ LED 7 ส่วน (ขั้วบวกทั่วไปหรือแคโทดทั่วไป) และพิจารณาว่าคุณกำลังใช้มัลติเพล็กซ์ซิงหรือไม่
หากคุณอยู่ในตลาด LED 7 ส่วนคุณภาพสูงและต้องการความช่วยเหลือในการเลือกตัวต้านทานที่เหมาะสม หรือมีคำถามอื่นๆ อย่าลังเลที่จะติดต่อเรา เราพร้อมให้ความช่วยเหลือคุณในเรื่องความต้องการไฟ LED 7 ส่วนทั้งหมดของคุณ ไม่ว่าคุณจะทำงานในโครงการ DIY ขนาดเล็กหรืองานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เรามีผลิตภัณฑ์และความเชี่ยวชาญที่จะสนับสนุนคุณ
อ้างอิง
- หนังสือเรียนอิเล็กทรอนิกส์ครอบคลุมทฤษฎีวงจรพื้นฐานและกฎของโอห์ม
- เอกสารข้อมูลของไฟ LED 7 ส่วนต่างๆ สำหรับข้อกำหนดแรงดันไปข้างหน้าและกระแส