一、LED发光二极管的关键参数
LED发光二极管(这里特指功率在0.06W左右的小功率发光二极管,中功率或大功率LED不在讨论范围,但本文依然有参考价值)从DIY设计角度来讲,最关键的参数只有二个,即Vf正向电压、If正向电流。基本上,Vf为2-3.6V,If为10-30mA。不同色温,不同档次的LED灯珠参数会在此范围内变化。白光/蓝光/绿光草帽LED灯珠的Vf正向电压值为3.0-3.4V,按3V取值。红光/黄光草帽LED灯珠的Vf正向电压值为2.0-2.2V,按2V取值。食人鱼也按以上电压计算。If正向电流则尽量控制在20mA以内。过高的电压、过大的电流将会大大缩短LED灯珠的寿命,甚至损坏LED灯珠。
*小知识:LED发光二极管按功率大小分为小功率LED(0.06W,0.2W以下),中功率LED(0.5W,0.2-1W之间),大功率LED(1W,1W以上)
*小知识:电流大小单位的换算:1000mA=1A
mA毫安,A安培
二、LED DIY的电学基础
1、并联与串联
并联、串联是连接元件的基本方式。
将各个元件(如电阻、电容、电感等)逐个顺次首尾成串相连接的电路叫串联电路。串联电路中通过各个元件的电流相等。
将各个元件“首首相接,尾尾相连”并列地连在电路两点之间,则电路就是并联电路。并联电路中的各个元件电压相等
并联:http://baike.baidu.com/view/356699.htm
串联:http://baike.baidu.com/view/659543.htm
2、LED的串联与并联
LED灯珠的串联
输入电压随着LED灯珠的数量增多而增大,整个电路的电流与通过每个灯珠的电流都相同。 图例中3只白光LED灯珠串联,则输入电压可以到3*3V=9V。假设If=20mA,则整个电路的电流也是20mA。
LED灯珠的并联
输入电压就是LED灯珠的Vf正向电压,而整个电路的电流则是通过每个灯珠的电流之和。 图例中3只白光LED灯珠并联,则输入电压还是Vf=3V。整个电路的电流则为
3*20mA=60mA。
3、电阻的串联与并联
电阻常用的参数是电阻值与电阻功率。LED DIY中因阻值或功率原因,会对电阻进行串联或并联,以适应电路实际需要。
串联电阻的阻值计算:
R串=R1+R2+R3+...+Rn
总阻值等于每个电阻值之和。
并联电阻的阻值计算:
1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn
总阻值的倒数等于每个电阻的阻值倒数之和。
对于n个阻值相同的电阻串联和并联,公式就简化为R串=n*R和R并=R/n
图例中:3个阻值150欧的电阻串联,则总阻值为R串=3*150欧=450欧
3个阻值150欧的电阻并联,则总阻值为R并=150欧/3=50欧
*小知识:色环电阻的识别
http://baike.baidu.com/view/2821107.htm
带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表倍率;第四环代表误差。 棕1,红2,橙3,黄4,绿5,蓝6,紫7,灰8,白9,黑0。
第四环颜色所代表的误差,即:金色为5%;银色为10%;无色为20%
比如:色环分别为棕、绿、棕、金,表示阻值为15*10^1=150欧,误差为5%
4、欧姆定律
欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
I=U/R
物理学家欧姆与欧姆定律的详细介绍,请参见百度百科
http://baike.baidu.com/view/19469.htm
http://baike.baidu.com/view/9273.htm
LED DIY中可用欧姆定律来计算限流电阻的阻值。
LED限流电阻=(输入电压-串联灯珠数量*Vf正向电压)/If正向电流
3V白光灯珠是不能直接接入12V电压的!
图例中,3颗白光灯珠串联使用,则接入的限流电阻为:
R=U/I=(12V-3颗*3V)/20mA=3/0.02A=150欧
如果是3颗红光灯珠串联接12V电压,则电阻为300欧:
R=(12V-3颗*2V)/0.02A=300欧
三、LED DIY的实例
LED DIY实战训练一:USB小灯
目前,使用USB接口的设备很多,利用USB接口获取5V电压,在LED DIY中是一种很实用的电源解决方法。
经查资料并对照实物验证。
标准的USB公头
1:红色 VCC+
2:白色 data-
3:绿色 data+
4:黑色 GND(地线)
接1颗3V白光LED灯珠,限流电阻取R=(5-1*3)/0.02=100欧
使用材料:
1、LED模组用长条形灯板 *1片
2、限流电阻100欧 *1只
3、白光LED灯珠 *1只
4、USB数据线 *1条
5、没有吸盘的GPS支架,废物利用当作灯台
以及:彩色大吸管/热熔胶/扎带或胶带等辅助材料
*后来,我想到用报废的USB鼠标改装最方便,特别是半透明的USB鼠标。
制作好的模型(比较粗糙,用彩色的大吸管包装一下,就会漂亮很多。美化工作请大家创意吧)
在黑黑的夜里,一点点亮光都会让人感觉特别温暖。
LED DIY实战训练二:手机锂电版小夜灯
家里的旧手机有不少,手机闲置后,手机电池、手机充电器也“退休”了。 我们可以用手机电池或手机充电器为LED灯珠提供电力。
一般来讲,锂电池电压为3.7V,手机充电器的电压为4.2V,大家可根据情况计算出相应的电阻来。
这回来点黄光,嘿嘿。
R=(3.7-1*2)/0.02=85欧。实际取值100欧,电流I=(3.7-2)/100=0.017A=17mA
当限流电阻取100欧时,也可以直接使用4.2V当电源,此时电流22mA,未超出30mA,在可承受范围内。
当1颗灯珠亮度不够时,请用并联的方法,加入更多的灯珠。
使用材料: 1、灯珠若干
2、配套限流电阻若干
LED DIY实战训练三:12V装饰灯条
12V装饰灯条采用标准LED模组尺寸设计,可以DIY出不同颜色的效果,用来装饰电脑机箱、自行车、书柜、鞋柜、门框等多种场合。
限流电阻使用情况:白光/蓝光3串,150欧;红光/黄光3串,300欧。
使用材料:
1、12V LED模组长条形灯板若干 2、灯珠若干
3、配套限流电阻若干
红光与黄光的效果
*扩展:电瓶车上使用
48V输入电压,可以用15颗3V白光灯珠串联,再串联电阻150欧的方式进行设计。
LED DIY实战训练四:成人版小夜灯 称之为成人版,主要是涉及到220V电压,从安全考虑,建议成年人或在成年人指导下制作。 这个小夜灯实际上就是利用我们最早开发的DIY套件,结合我们的奇思妙想,来制作的一款个性化灯具。
使用材料:
1、LED套件 *1套(灯珠数量1-38颗都行,灯珠越多亮度越高,光色白/蓝/红/黄光可选) 2、E27灯座 *1只
3、普通电线 *1-2米,按需购买
4、插头 *1只 (开关可选。2-3-4项材料可在五金店购买。) 5、饮料瓶 *1只
(身边的材料,随意选择。个人推荐用白色半透明的瓶子,能形成磨砂灯罩的效果。我使用的是一种乳酸菌饮品的瓶子。)
使用工具:
剪刀、螺丝刀、烙铁与焊锡、热熔胶及其它,如色笔等,依创意而定。
这是我制作的,使用28珠的白光效果,照亮小桌子够用了。
一、LED发光二极管的关键参数
LED发光二极管(这里特指功率在0.06W左右的小功率发光二极管,中功率或大功率LED不在讨论范围,但本文依然有参考价值)从DIY设计角度来讲,最关键的参数只有二个,即Vf正向电压、If正向电流。基本上,Vf为2-3.6V,If为10-30mA。不同色温,不同档次的LED灯珠参数会在此范围内变化。白光/蓝光/绿光草帽LED灯珠的Vf正向电压值为3.0-3.4V,按3V取值。红光/黄光草帽LED灯珠的Vf正向电压值为2.0-2.2V,按2V取值。食人鱼也按以上电压计算。If正向电流则尽量控制在20mA以内。过高的电压、过大的电流将会大大缩短LED灯珠的寿命,甚至损坏LED灯珠。
*小知识:LED发光二极管按功率大小分为小功率LED(0.06W,0.2W以下),中功率LED(0.5W,0.2-1W之间),大功率LED(1W,1W以上)
*小知识:电流大小单位的换算:1000mA=1A
mA毫安,A安培
二、LED DIY的电学基础
1、并联与串联
并联、串联是连接元件的基本方式。
将各个元件(如电阻、电容、电感等)逐个顺次首尾成串相连接的电路叫串联电路。串联电路中通过各个元件的电流相等。
将各个元件“首首相接,尾尾相连”并列地连在电路两点之间,则电路就是并联电路。并联电路中的各个元件电压相等
并联:http://baike.baidu.com/view/356699.htm
串联:http://baike.baidu.com/view/659543.htm
2、LED的串联与并联
LED灯珠的串联
输入电压随着LED灯珠的数量增多而增大,整个电路的电流与通过每个灯珠的电流都相同。 图例中3只白光LED灯珠串联,则输入电压可以到3*3V=9V。假设If=20mA,则整个电路的电流也是20mA。
LED灯珠的并联
输入电压就是LED灯珠的Vf正向电压,而整个电路的电流则是通过每个灯珠的电流之和。 图例中3只白光LED灯珠并联,则输入电压还是Vf=3V。整个电路的电流则为
3*20mA=60mA。
3、电阻的串联与并联
电阻常用的参数是电阻值与电阻功率。LED DIY中因阻值或功率原因,会对电阻进行串联或并联,以适应电路实际需要。
串联电阻的阻值计算:
R串=R1+R2+R3+...+Rn
总阻值等于每个电阻值之和。
并联电阻的阻值计算:
1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn
总阻值的倒数等于每个电阻的阻值倒数之和。
对于n个阻值相同的电阻串联和并联,公式就简化为R串=n*R和R并=R/n
图例中:3个阻值150欧的电阻串联,则总阻值为R串=3*150欧=450欧
3个阻值150欧的电阻并联,则总阻值为R并=150欧/3=50欧
*小知识:色环电阻的识别
http://baike.baidu.com/view/2821107.htm
带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表倍率;第四环代表误差。 棕1,红2,橙3,黄4,绿5,蓝6,紫7,灰8,白9,黑0。
第四环颜色所代表的误差,即:金色为5%;银色为10%;无色为20%
比如:色环分别为棕、绿、棕、金,表示阻值为15*10^1=150欧,误差为5%
4、欧姆定律
欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
I=U/R
物理学家欧姆与欧姆定律的详细介绍,请参见百度百科
http://baike.baidu.com/view/19469.htm
http://baike.baidu.com/view/9273.htm
LED DIY中可用欧姆定律来计算限流电阻的阻值。
LED限流电阻=(输入电压-串联灯珠数量*Vf正向电压)/If正向电流
3V白光灯珠是不能直接接入12V电压的!
图例中,3颗白光灯珠串联使用,则接入的限流电阻为:
R=U/I=(12V-3颗*3V)/20mA=3/0.02A=150欧
如果是3颗红光灯珠串联接12V电压,则电阻为300欧:
R=(12V-3颗*2V)/0.02A=300欧
三、LED DIY的实例
LED DIY实战训练一:USB小灯
目前,使用USB接口的设备很多,利用USB接口获取5V电压,在LED DIY中是一种很实用的电源解决方法。
经查资料并对照实物验证。
标准的USB公头
1:红色 VCC+
2:白色 data-
3:绿色 data+
4:黑色 GND(地线)
接1颗3V白光LED灯珠,限流电阻取R=(5-1*3)/0.02=100欧
使用材料:
1、LED模组用长条形灯板 *1片
2、限流电阻100欧 *1只
3、白光LED灯珠 *1只
4、USB数据线 *1条
5、没有吸盘的GPS支架,废物利用当作灯台
以及:彩色大吸管/热熔胶/扎带或胶带等辅助材料
*后来,我想到用报废的USB鼠标改装最方便,特别是半透明的USB鼠标。
制作好的模型(比较粗糙,用彩色的大吸管包装一下,就会漂亮很多。美化工作请大家创意吧)
在黑黑的夜里,一点点亮光都会让人感觉特别温暖。
LED DIY实战训练二:手机锂电版小夜灯
家里的旧手机有不少,手机闲置后,手机电池、手机充电器也“退休”了。 我们可以用手机电池或手机充电器为LED灯珠提供电力。
一般来讲,锂电池电压为3.7V,手机充电器的电压为4.2V,大家可根据情况计算出相应的电阻来。
这回来点黄光,嘿嘿。
R=(3.7-1*2)/0.02=85欧。实际取值100欧,电流I=(3.7-2)/100=0.017A=17mA
当限流电阻取100欧时,也可以直接使用4.2V当电源,此时电流22mA,未超出30mA,在可承受范围内。
当1颗灯珠亮度不够时,请用并联的方法,加入更多的灯珠。
使用材料: 1、灯珠若干
2、配套限流电阻若干
LED DIY实战训练三:12V装饰灯条
12V装饰灯条采用标准LED模组尺寸设计,可以DIY出不同颜色的效果,用来装饰电脑机箱、自行车、书柜、鞋柜、门框等多种场合。
限流电阻使用情况:白光/蓝光3串,150欧;红光/黄光3串,300欧。
使用材料:
1、12V LED模组长条形灯板若干 2、灯珠若干
3、配套限流电阻若干
红光与黄光的效果
*扩展:电瓶车上使用
48V输入电压,可以用15颗3V白光灯珠串联,再串联电阻150欧的方式进行设计。
LED DIY实战训练四:成人版小夜灯 称之为成人版,主要是涉及到220V电压,从安全考虑,建议成年人或在成年人指导下制作。 这个小夜灯实际上就是利用我们最早开发的DIY套件,结合我们的奇思妙想,来制作的一款个性化灯具。
使用材料:
1、LED套件 *1套(灯珠数量1-38颗都行,灯珠越多亮度越高,光色白/蓝/红/黄光可选) 2、E27灯座 *1只
3、普通电线 *1-2米,按需购买
4、插头 *1只 (开关可选。2-3-4项材料可在五金店购买。) 5、饮料瓶 *1只
(身边的材料,随意选择。个人推荐用白色半透明的瓶子,能形成磨砂灯罩的效果。我使用的是一种乳酸菌饮品的瓶子。)
使用工具:
剪刀、螺丝刀、烙铁与焊锡、热熔胶及其它,如色笔等,依创意而定。
这是我制作的,使用28珠的白光效果,照亮小桌子够用了。