Calculer les valeurs de résistance pour circuits LED : guide étape par étape

Comment trouver la valeur de résistance pour différents types de circuits LED

Le tutoriel étape par étape suivant vous aidera à trouver la valeur appropriée de résistance (ou résistances) pour une ou plusieurs LED et circuits de guirlandes LED à connecter avec une batterie et une alimentation.

Si vous suivez ce sujet, vous serez capable de :

Calculer la valeur des résistances pour différents schémas de circuits LED
Calculer le courant direct des LED
Calculer la tension directe pour différents circuits LED
Connecter des LED en série avec batterie
Connecter des LED en parallèle avec batterie
Connecter des LED en combinaison série‑parallèle

Mise à jour : Vous pouvez aussi utiliser ce Calculateur résistance LED pour cet usage

Symbole LED typique, construction et identification des broches.

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Calculer les valeurs de résistance pour circuits LED : guide étape par étape

Avant d'entrer dans le détail, nous allons d'abord examiner le circuit simple ci‑dessous, afin que les autres calculs soient plus faciles à comprendre.

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C'est le circuit LED série le plus simple qui soit.

Ici, la tension d'alimentation est 6V, la tension directe de la LED (V_F) est 1,3 Volt et le courant direct (I_F) est 10 mA.

Maintenant, la valeur de la résistance (que nous connecterons en série avec la LED) pour ce circuit serait :

Valeur résistance = (V_alimentation – V_F) / I_F = (6 – 1,3) / 10 mA = 470 Ω

Courant consommé = 20 mA

Formule de puissance de la résistance pour ce circuit

Puissance résistance = I_F² × Valeur résistance = (10 mA)² × 470 Ω = 0,047 W = 47 mW

Mais c'est la valeur minimale requise pour s'assurer que la résistance ne surchauffe pas, il est donc recommandé de doubler la puissance calculée, donc choisissez 0,047 W × 2 = 0,094 W = 94 mW pour ce circuit. Puissance résistance (valeur doublée) = 0,094 W = (94 mW)

Gardez aussi à l'esprit que :

Il est difficile de trouver des résistances de la puissance exacte calculée. Généralement, les résistances existent en 1/4 W, 1/2 W, 1 W, 2 W, 5 W, etc. Par conséquent, sélectionnez la valeur de puissance supérieure suivante. Par exemple, si votre puissance calculée est 0,789 W = 789 mW, vous choisirez une résistance 1 W.
Il est difficile de trouver la valeur exacte de résistance calculée. Généralement, les résistances existent en valeurs normalisées. Si vous ne trouvez pas la valeur exacte, sélectionnez la valeur standard la plus proche. Par exemple, si la valeur calculée est 313,5 Ω, vous utiliserez la valeur standard la plus proche, 330 Ω. Si la valeur la plus proche n'est pas assez proche, vous pouvez la composer en connectant des résistances en série‑parallèle.
I_F = Courant direct de la LED : C'est le courant maximal que la LED peut accepter en continu. Il est recommandé de fournir 80 % du courant direct nominal pour une longue durée de vie et stabilité. Par exemple, si le courant nominal de la LED est 30 mA, vous devriez faire fonctionner cette LED à 24 mA. Une valeur de courant supérieure raccourcira la durée de vie de la LED ou pourra la faire fumer et brûler.
Si vous ne trouvez toujours pas le courant direct de la LED, supposez‑le 20 mA car une LED typique fonctionne à 20 mA.
V_F = Tension directe de la LED : C'est la tension directe de la LED, c‑à‑d la chute de tension quand on fournit le courant direct nominal. Vous pouvez trouver cette donnée sur l'emballage de la LED, mais elle se situe généralement entre 1,3V et 3,5V selon le type, la couleur et la luminosité. Si vous ne trouvez toujours pas la tension directe, connectez simplement la LED via une résistance 200 Ω avec une batterie 6V. Mesurez maintenant la tension aux bornes de la LED. Elle sera de 2V et c'est la tension directe.

Formule pour trouver la valeur de résistance(s) pour connecter des LED en série :

Ci‑dessous un autre circuit simple de LED (LED connectées en série). Dans ce circuit, nous avons connecté 6 LED en série. Tension d'alimentation 18V, la tension directe (V_F) des LED est 2V et le courant direct (I_F) est 20 mA chacune.

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Valeur résistance (LED en série) = (V_alimentation – (V_F × Nb LED)) / I_F

Ici, tension directe totale (V_F) de 6 LED = 2 × 6 = 12V

et le courant direct (I_F) est le même (c‑à‑d 20 mA)

(Note : c'est un circuit série, donc le courant en chaque point du circuit série est le même tandis que les tensions s'additionnent) Maintenant, la valeur de la résistance (pour circuit série) serait :

= (V_alimentation – (V_F × Nb LED)) / I_F = (18 – (2 × 6)) / 20 mA

= (18‑12) / 20 mA = 300 Ω

Courant total consommé = 20 mA

(C'est un circuit série, donc les courants sont identiques) Puissance résistance

= I_F² × Valeur résistance = (20 mA)² × 300 Ω = 0,12 W = 120 mW

Mais c'est la valeur minimale requise pour s'assurer que la résistance ne surchauffe pas, il est donc recommandé de doubler la puissance calculée, donc choisissez 0,12 W × 2 = 0,24 W = 240 mW pour ce circuit. Puissance résistance (valeur doublée) = 0,24 W = (240 mW)

Formule pour trouver la valeur de résistance(s) pour connecter des LED en parallèle (avec résistance commune) :

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Calculer les valeurs de résistance pour circuits LED : guide étape par étape Dans ce circuit, nous avons connecté des LED en parallèle avec une résistance commune. Tension d'alimentation 18V, la tension directe (V_F) des LED est 2V et le courant direct (I_F) est 20 mA chacune.

Valeur résistance (LED en parallèle avec résistance commune) = (V_alimentation – V_F) / (I_F × Nb LED)

Ici, courant direct total (I_F) de 4 LED = 20 mA × 4 = 0,08 A, et la tension directe (V_F) est la même (c‑à‑d 2V)

(Note : c'est un circuit parallèle, donc la tension est la même en chaque point du circuit parallèle tandis que les courants s'additionnent).

Maintenant, la valeur de la résistance (pour circuit parallèle avec résistance commune) serait :

= (V_alimentation – V_F) / (I_F × Nb LED)

= (18 – 2) / 0,08

= 200 Ω

Courant total consommé = 20 mA × 4 = 80 mA

(C'est un circuit parallèle, donc les courants s'additionnent)

Puissance résistance = I_F² × Valeur résistance = (20 mA)² × 200 Ω = 0,08 W = 80 mW

Mais c'est la valeur minimale requise pour s'assurer que la résistance ne surchauffe pas, il est donc recommandé de doubler la puissance calculée, donc choisissez 1,28 W × 2 = 2,56 W pour ce circuit. Puissance résistance (valeur doublée) = 2,56 W (280 mW) [Note: il y a une incohérence dans le texte original, la valeur doublée correcte serait 0,16 W]

Formule pour trouver la valeur de résistance(s) pour connecter des LED en parallèle (avec résistance séparée par LED)

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C'est une autre façon de connecter des LED en parallèle avec des résistances séparées. Dans ce circuit, nous avons connecté 4 LED en parallèle avec des résistances séparées. Tension d'alimentation 9V et la tension directe (V_F) des LED est 2V et le courant direct (I_F) est 20 mA chacune.

Valeur résistance (LED en parallèle avec résistance séparée) = (V_alimentation – V_F) / I_F Ici, tension directe totale (V_F) des LED = 2 et courant direct (I_F) 20 mA (c‑à‑d 20 mA)

(Note : c'est un circuit parallèle, mais nous trouvons la valeur de résistance pour chaque section, pas pour tout le circuit. Donc dans chaque section, le circuit devient en position série (reportez‑vous à la formule circuit série ou au 1er circuit simple ci‑dessus, vous verrez qu'ils sont identiques)

Maintenant, la valeur de la résistance (pour circuit parallèle avec résistances séparées) serait :

= (V_alimentation – V_F) / I_F = (9 – 2) / 20 mA = 350 Ω

Courant total consommé = 20 mA × 4 = 80 mA (C'est un circuit parallèle, donc les courants s'additionnent)

Puissance résistance = I_F² × Valeur résistance = (20 mA)² × 350 Ω = 0,14 W = 140 mW

Mais c'est la valeur minimale requise pour s'assurer que la résistance ne surchauffe pas, il est donc recommandé de doubler la puissance calculée, donc choisissez 0,14 W × 2 = 0,28 W = 280 mW pour ce circuit. Puissance résistance (valeur doublée) = 0,28 W (280 mW)

Il existe une autre façon (combinaison série‑parallèle) de connecter des LED avec une batterie ; si vous avez compris ce calcul simple, je suis sûr que vous pourrez facilement calculer la valeur des résistances pour le circuit de connexion LED en combinaison série‑parallèle également.