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Teste 02 - Leds ligados em série e em paralelo

Angelo Luis Ferreira | 31/01/2017 Acessos: 58.596

Objetivo

Verificar o circuito de leds ligados em série, leds ligados em paralelo e de leds ligados em série e paralelo ao mesmo tempo (misto).

Aplicação

Para fins didáticos e aplicações em efeitos com led.

Componentes necessários

Referência	Componente	Quantidade	Imagem	Observação
Protoboard	Protoboard 830 pontos	1		No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos
Led 5mm	Led difuso 5mm (Várias cores)	11		4 leds vermelho 1 led laranja 1 led verde 5 leds azuis (Utilize leds de 5mm ou 3mm)
Resistor	Resistores	6		1 Resistor  100 Ω 1 Resistor  270 Ω 2 Resistor  300 Ω 2 Resistor  330 Ω
Bateria	Bateria 9V	1
Arduino UNO R3	Arduino UNO	1		Você poderá utilizar uma placa Arduino UNO original ou similar

Obs.: Utilizar também cabos de ligação.

Tabela genérica de tensão e corrente para leds difuso 3mm e 5mm

Se você não sabe a tensão e corrente exata do seu LED, utilize a tabela genérica abaixo para LEDs de 3mm e 5mm:

Obs.: Para evitar possíveis danos aos componentes, os valores apresentados nesta tabela são propositalmente mais baixos que os valores reais da maioria dos leds encontrados no mercado.

1) Leds ligados em série

No nosso teste vamos ligar 4 leds em série conforme mostra o circuito abaixo:

1.1. Vamos escolher para este teste 4 leds difusos 5mm cor vermelha, com tensão aproximada de 2,0V e corrente de 20mA.

1.2. Primeiro precisamos calcular o resistor R1. Para isto, utilizaremos a fórmula da Lei de Ohm:

U = R1.I => R1 = U / I

onde: U = (Valimentação - Vled)

         I = corrente suportada pelo LED (20mA = 0,02A)

Como utilizamos 4 leds em série, a tensão dos leds será: Vled = 4 . 2,0 => Vled = 8,0V (tensão suportada pelos LEDs)

Vamos utilizar uma bateria de 9V, logo a tensão de alimentação será: Valimentação = 9,0V (tensão da bateria)

Portanto:  R1 = (9,0V - 8,0V) / 0,02A => R1 = 50 ohms

Segundo a fórmula o resistor adequado possui 50 ohms, entretanto podemos utilizar um resistor com a resistência maior encontrado. Desta forma, vamos utilizar no nosso teste um resistor de 100 ohms.

1.3. Veja abaixo como ficará o esquema de montagem do nosso circuito no protoboard:

1.4. Veja abaixo a imagem do nosso teste de Leds ligados em série:

2) Leds ligados em paralelo

 Neste teste vamos ligar 4 Leds em paralelo conforme circuito abaixo:

2.1. Vamos utilizar para este teste 4 leds 5mm, nas cores: Vermelho, Laranja, Verde e Azul.

2.2. Utilizando a Lei de Ohm vamos calcular os resistores para cada led de acordo com a tabela genérica.

para o LED vermelho

Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A (amperes).

R = (9 - 2) / 0,02

R = 7 / 0,02

R1 = 350 ohms

Como vai ser muito difícil encontrar um resistor de 350 ohms você pode usar um de 470 ohms.

para o LED laranja

Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A (amperes).

R = (9 - 2) / 0,02

R = 7 / 0,02

R2 = 350 ohms

Como vai ser muito difícil encontrar um resistor de 350 ohms você pode usar um de 470 ohms.

para o LED verde

Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A (amperes).

R = (9 - 2,5) / 0,02

R = 6,5 / 0,02

R3 = 325 ohms

Como vai ser muito difícil encontrar um resistor de 325 ohms vamos usar um de 330 ohms.

para o LED azul

Convertendo os 20mA (miliamperes) do LED para amperes dariam 0,02 A (amperes).

R = (9 - 3) / 0,02

R = 6 / 0,02

R4 = 300 ohms

Você pode utilizr um resistor de 300 ohms.

2.3. Veja abaixo como fica a simulação do nosso circuito montado no protoboard:

2.4. Veja abaixo a imagem do nosso teste de Leds 5mm ligados em série:

2.5. Você poderá fazer a mesma montagem com leds de 3mm, pois possuem as mesmas características dos leds de 5mm. Veja abaixo a imagem do nosso teste com leds de 3mm ligados em paralelo.

Observação: No nosso teste, utilizamos como referência a tabela prática abaixo, sendo: para o led vermelho, resistor de 330Ω; led laranja, resistor 330Ω; led verde, resistor 300Ω e led azul resistor 300Ω, como pode ser verificado nas imagens acima.

Tabela prática de utilização de leds 3mm e 5mm

A tabela mostra para cada tensão de alimentação os valores dos resistores comuns para cada tipo de led (cor). Esta tabela serve pra leds de 3mm e 5mm. Trata-se de uma tabela prática que serve para a maioria dos leds fornecidos atualmente no mercado.

Observação: Se você tem o "datasheet" do fabricante com o valor especificado, prefira sempre utilizar o valor do resistor calculado.

Atenção: Recomendamos que teste primeiro antes de utilizar esta tabela nos seus projetos.

3) Leds ligados em paralelo e em série ao mesmo tempo (ligação mista)

Neste teste vamos verificar a ligação de leds em paralelo e em série ao mesmo tempo.

3.1. Imagine que você queira ligar 4 leds azuis em série em uma fonte de alimentação de 9V. Observe que no nosso teste os leds não acenderam. Isto ocorre porque os leds estão ligados em série e a soma das suas tensões ultrapassa a tensão de alimentação que é de 9V, ou seja a tensão dos leds = 4 X 2,5V = 10V. (Obs.: O valor da tensão dos leds foi retirado da tabela genérica).

 Para resolver isto, vamos utilizar uma ligação mista de leds de acordo com o circuito abaixo:

 3.2. Vamos então calcular os valores dos resistores R1 e R2 através da Lei de Ohm:

Cálculo de R1

Tensão de alimentação = 9V

Tensão do led = 3V (Tabela Genérica)

Corrente máxima suportada do led => I = 20mA = 0,02A

U = R1. I => R1 = U / I => R1 = (9V - 3,0V) / 0,02A

R1 = 6V / 0,02A => R1 = 300 Ω

=> Entretanto, para o nosso teste, vamos utilizar o valor do resistor da tabela prática - Led azul pra tensão de alimentação de 9V => R1 = 270Ω

Dica: Faça o teste com os 2 resistores para verificar se há diferença de luminosidade.

Observação: Se você tem o "datasheet" do fabricante com o valor especificado, prefira sempre utilizar o valor do resistor calculado.

Cálculo de R2

Tensão de alimentação = 9V

Tensão dos leds (3 leds) = 3 . 2,5V (Tabela Genérica) = 7,5V

Corrente máxima suportada do led => I = 20mA = 0,02A

U = R2. I => R2 = U / I => R2 = (9V - 7,5V) / 0,02A

R2 = 2,5V / 0,02A => R2 = 75 Ω

=> Como vai ser muito difícil encontrar um resistor de 75 ohms vamos utilizar um resistor => R2 = 100Ω.

3.3. Veja abaixo como fica a simulação do nosso circuito montado no protoboard:

3.4. Veja abaixo a imagem do nosso teste com leds ligados em paralelo e em série ao mesmo tempo:

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