Определение сопротивления светодиода

Ildash
Offline
Зарегистрирован: 27.02.2013

Я построил делитель напряжения с верхним плечом на 220 Ом и нижним плечом - моими светодиодами. Нижнее плечо подсоединил к аналоговому входу, напряжение идет от 5V.

          R1 = 220 Ohm, R2 = X, U = 5 V

X = R*K/(1024 - K), где K - показание аналогового входа

1) Пусть на нижнем плече один светодиод. Тогда K = 414 : X1 ~= 150

2) Пусть на нижнем плече два светодиода(подкл. последовательно). K = 788 : X2 ~= 734.5

Почему X2 не равен удвоенному X1 ?

Вот красивые схемки моих экспериментов: 

 

                   

maksim
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2012

1. Потому что у светодиодов разное сопротивление.
2. Потому что у вас неисправен АЦП.

Приобретите обязательно мультиметр.

maksim
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2012

А вообще потому что смотрите:

Допустим у вас есть делитель из двух одинаковых резисторов предположим по 100 Ом.
Подадим на делитель напряжение 3 вольта. На каждый резистор будет падать какое напряжение?
Правильно - по 1,5 вольта на каждый резистор.
А теперь соберем делитель из 3 одинаковых резисторов такого же номинала. Подадим 3 вольта на этот делитель. Сколько вольт будет на каждом резисторе?
Правильно - по 1 вольту. Тоесть на двух резисторах будет 2 вольта. 

Вот вам и ответ на ваш вопрос. Тоесть вы фактически спрашиваете: "Почему 1/2 не равна 1/3 ?"

step962
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2011

3. Потому что светодиод - он такой диод...

Диоды характеризуются не постоянным сопротивлением, а относительно постоянным падением напряжения на них.

Если в первом случае - вне зависимости от сопротивления R1 "сопротивления" R2 будет приходиться, скажем, 2 вольта (1 неизвестно какой светодиод - падение напряжения на нем зависит от материала, из которого он изготовлен), то во втором - 4 вольта (при условии, что оба светодиода).

На сопротивление R1 приходится соответственно остаток подаваемого напряжения. Отсюда вычисляете ток в цепи, а вычислив ток - текущее (то есть только в данных условиях) сопротивление светодиода.

Кстати, вы можете удивиться и другому странномй факту - тому, что ваш АЦП будет давать разные показания в одной и той же схеме всего лишь при изменении подаваемого на нее напряжения (в предположении, что оно же является и опорным). В случае с "настоящими" сопротивлениями значение будет стоять как вкопанное, а при наличии диода:

чуть измените подаваемое напряжение - сопротивление светодиода будет уже другим.

А падение напряжения на нем - почти тем же...

PS: "Настоящее" сопротивление - как вы, наверное, знаете - даст на VA-характеристике прямую, проходящую через начало координат.

Nikelbak
Nikelbak аватар
Offline
Зарегистрирован: 22.03.2011

maksim прав, и лучше наверное не скажешь. По мимо того что у светодиодов разные сопративления, так у них еще и нет напряжения питания - у них есть падение напряжения.

Ildash
Offline
Зарегистрирован: 27.02.2013

maksim пишет:

1. Потому что у светодиодов разное сопротивление.
2. Потому что у вас неисправен АЦП.

Приобретите обязательно мультиметр.

1) Светодиоды одинаковые

2) Ардуино совсем новый, надеюсь что все нормально

 

maksim пишет:

А вообще потому что смотрите:

Допустим у вас есть делитель из двух одинаковых резисторов предположим по 100 Ом.
Подадим на делитель напряжение 3 вольта. На каждый резистор будет падать какое напряжение?
Правильно - по 1,5 вольта на каждый резистор.
А теперь соберем делитель из 3 одинаковых резисторов такого же номинала. Подадим 3 вольта на этот делитель. Сколько вольт будет на каждом резисторе?
Правильно - по 1 вольту. Тоесть на двух резисторах будет 2 вольта. 

Вот вам и ответ на ваш вопрос. Тоесть вы фактически спрашиваете: "Почему 1/2 не равна 1/3 ?"

Подразумевал я другое, но ваш пример я понял: во втором случае аналоговый вход показывает почти в два раза больше, чем в первом случае.

 

step962 пишет:

3. Потому что светодиод - он такой диод...

Диоды характеризуются не постоянным сопротивлением, а относительно постоянным падением напряжения на них.

Если в первом случае - вне зависимости от сопротивления R1 "сопротивления" R2 будет приходиться, скажем, 2 вольта (1 неизвестно какой светодиод - падение напряжения на нем зависит от материала, из которого он изготовлен), то во втором - 4 вольта (при условии, что оба светодиода).

На сопротивление R1 приходится соответственно остаток подаваемого напряжения. Отсюда вычисляете ток в цепи, а вычислив ток - текущее (то есть только в данных условиях) сопротивление светодиода.

Кстати, вы можете удивиться и другому странномй факту - тому, что ваш АЦП будет давать разные показания в одной и той же схеме всего лишь при изменении подаваемого на нее напряжения (в предположении, что оно же является и опорным). В случае с "настоящими" сопротивлениями значение будет стоять как вкопанное, а при наличии диода:

чуть измените подаваемое напряжение - сопротивление светодиода будет уже другим.

А падение напряжения на нем - почти тем же...

PS: "Настоящее" сопротивление - как вы, наверное, знаете - даст на VA-характеристике прямую, проходящую через начало координат.

Спасибо за такой развернутый ответ!

Про относительно постоянное напряжение на светодиоде:

проверил это для R1 = 10кОм и R1 = 20кОм. На аналоговом входе напряжение упало на 6/1024 * 5 В, почти не изменилось. Для R1 =  220Ом и R1 = 10кОм напряжение падает на 55/1024*5 В. Немного, если посмотреть на отношение сопротивлений верхнего плеча.

 

 

Ildash
Offline
Зарегистрирован: 27.02.2013

Можно другой вопрос? Я правильно понимаю, что если каждый лед просит 2 вольта. То соединив их 110 штук в ряд и подсоединив к сети(предварительно выпрямив ток), то ничего не сгорит?

nestandart
nestandart аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2011

>>Можно другой вопрос? Я правильно понимаю, что если каждый лед просит 2 вольта. То соединив их 110 штук в ряд и подсоединив к сети(предварительно выпрямив ток), то ничего не сгорит?<<

По такому принципу работали советские гирлянды. Светодиодам нужен , как минимум, диодный мост и , хтябы кондер по питанию.

Работать оно будет , но долго ли ? Светодиоды чувствительны к изменениям тока. Достаточно сгореть одному и вся цепь выйдет из строя.

AlexFisher
AlexFisher аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.12.2011

Никогда не подключайте светодиоды к источнику напряжения без токоограничительных резисторов!

Для хорошего свечения светодиоду нужно 10 мА (светодиодам нужен именно ток, а не напряжение!)

Допустим у нас 1 светодиод и выход ардуины. На светодиоде падает примерно 2В. Тогда на резисторе останется 5-2=3 (В). По закону Ома R=U/I=3/0.01=300 (Ом)

Допустим у нас 2 последовательных светодиода и тот же ардуино. На резисторе 5-2х2=1 (В) => R=1/0.01=100 (Ом)

Допустим у нас 3 последовательных светодиода. Работать не будет, потому что мы не найдем резистора с отрицательным сопротивлением, нужен источник с напряжением больше падения напряжения на светодиодах.

step962
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2011

AlexFisher пишет:

Допустим у нас 3 последовательных светодиода. Работать не будет, потому что мы не найдем резистора с отрицательным сопротивлением, нужен источник с напряжением больше падения напряжения на светодиодах.

Наверное, все же "светиться не будет"? Он, хоть и "свето", но все же диод (пропускает ток в прямом направлении во всем диапазоне напряжений 0...Umax) . И на каждом "упадет" примерно 1,67 В (если характеристики всех трех диодов одинаковые). Сопротивления при этом дожны быть значительно больше тех, что получаются в режиме свечения.

AlexFisher
AlexFisher аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.12.2011

step962 пишет:

Наверное, все же "светиться не будет"? Он, хоть и "свето", но все же диод (пропускает ток в прямом направлении во всем диапазоне напряжений 0...Umax) . И на каждом "упадет" примерно 1,67 В (если характеристики всех трех диодов одинаковые). Сопротивления при этом дожны быть значительно больше тех, что получаются в режиме свечения.

Светиться - слегка и неравномерно будет. Но это не будет соответствовать ожидаемому, поэтому... в общем, все в конечном итоге зависит от критериев "работает/не работает".