การคำนวณหาตัวต้าทานสำหรับ LED

การคำนวณหาตัวต้าทานสำหรับ LED

LED (Light Emitting Diode) คืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่จะเปล่งแสงออกมาเมื่อมีกระแสไหลผ่าน แต่กระแสที่ไหลผ่านนั้นก็จะต้องมีค่าไม่มากจนเกินไป ไม่เช่นนั้นหลอด LED อาจขาดและเสียหายได้ ตัวต้านทานจึงถูกนำมาใช้ในการจำกัดปริมาณกระแสไฟฟ้าและแรงดันตกคร่อมให้กับ LED คำถามคือ ควรเลือกใช้ตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานเท่าไร?

ขั้นตอนการคำนวณ

1. หาค่ากระแสตกคร่อม (Forward Current - If) และแรงดันตกคร่อม (Forward Voltage - Vf) ของ LED
2. คำนวณค่าความต้านทานจากแรงดันตกคร่อมของ LED และแรงดันจากแหล่งจ่ายไฟ

หาค่า If และ Vf

สามารถหาได้จาก Datasheet ของ LED นั้น ๆ ว่ามีค่า Forward Current และ Forward Voltage เท่าไร บางครั้งอาจใช้คำว่า Working Current และ Working Voltage ก็ได้ ยกตัวอย่างเช่น หลอด LED ขนาด 3 mm สีแดง มีข้อมูลทางเทคนิคดังนี้

Item	Min	Typical	Max
Forward Current	16 mA	20 mA	30 mA
Forward Voltage	1.8 V	2.0 V	2.2 V

จากตารางทั้งค่า IF และ VF จะบอกเป็นช่วง Min และ Max ถ้าเลือกใช้ค่าต่ำกว่าค่า Min หลอด LED จะไม่ติด แต่ถ้าใช้สูงกว่าค่า Max หลอดไฟอาจเสียหายได้

คำนวณค่าความต้านทาน

สามารถคำนวณได้จากสูตร

V = I*R

เมื่อ

• V = แรงดัน
• I  = ปริมาณกระแส
• R = ค่าความต้านทาน

หรือ

R = V/R

เมื่อ

• V คือ แรงดันที่ต้องการให้ตกคร่อมที่ LED ดังนั้น V = Vcc - Vf โดย Vcc คือแรงดันจากแหล่งจ่ายไฟ
• I คือ ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน ซึ่งต่ออนุกรมกับ LED ดังนั้นกระแสจึงเท่ากับ If ของ LED
• R คือ ค่าความต้านทานที่ต้องการ

จะได้

R = (Vcc - Vf) / If

สมมติ Vcc = 5V, Vf = 2V, If = 20*10กำลัง-3 A แทนสูตรได้ ดังนี้

R = (5 - 2)/0.02
  = 150 Ω

ดังนั้นตัวต้านทานหรือ R ที่จะใช้ต่ออนุกรมกับ LED จะมีค่าความต้านทานเท่ากับ 150Ω

นอกจากนั้น LED ต่างสี อาจใช้ Forward Voltage ไม่เท่ากัน ซึ่งสีที่ใช้หลัก ๆ ประกอบด้วย สีแดง เขียว เหลือง น้ำเงิน และขาว ทั้ง 5 สีนี้จะใช้ Forward Current เท่า ๆ กันคือประมาณ 20 mA แต่ใช้ Forward Voltage ไม่เท่ากันดังตารางนี้

ที่มา : http://commandronestore.com/learning/resistor001.php

บรรณานุกรม

• CommanDrone. (2561). การเลือกตัวต้านทานให้ LED. เข้าถึงได้จาก http://commandronestore.com/learning/resistor001.php