Dioda wielokolorowa. Zastosowanie diod LED w obwodach elektronicznych

Twój region:

Odbiór z biura

Odbiór z biura w Moskwie

• Biuro znajduje się 5 minut spacerem od stacji metra Taganskaya, przy ulicy Bolshoy Drovyanoy 6.
• Zamówienie złożone przed godziną 15:00 w dzień powszedni można odebrać po godzinie 17:00 tego samego dnia, w innym przypadku - w następny dzień roboczy po godzinie 17:00. Zadzwonimy i potwierdzimy gotowość zamówienia.
• Możesz otrzymać zamówienie od 10:00 do 21:00 siedem dni w tygodniu po jego przygotowaniu. Zamówienie będzie czekać na Ciebie 3 dni robocze. Jeśli chcesz przedłużyć okres przechowywania, po prostu napisz lub zadzwoń.
• Zapisz numer zamówienia przed wizytą. Jest wymagany przy odbiorze.
• Aby się do nas dostać, przedstaw swój paszport przy wejściu, powiedz, że jesteś w Amperce i wjedź windą na 3 piętro.

• jest wolny

Dostawa kurierem w Moskwie

Dostawa kurierem w Moskwie

• Przy zamówieniu do godziny 20:00 dostarczamy następnego dnia, w przeciwnym razie - następnego dnia.
• Kurierzy pracują od poniedziałku do soboty w godzinach od 10:00 do 22:00.
• Za zamówienie można zapłacić gotówką przy odbiorze lub online podczas składania zamówienia.

• 250 zł

Dostawa do punktu odbioru

Dostawa do Wybierz punkt

• punkt odbioru.
• Za zamówienie można zapłacić gotówką przy odbiorze lub online podczas składania zamówienia.

• 240 zł

Dostawa kurierem w Petersburgu

Dostawa kurierem w Petersburgu

• Dostawy realizujemy co drugi dzień przy zamówieniu do godziny 20:00, w innym przypadku - w ciągu dwóch dni.
• Kurierzy pracują od poniedziałku do soboty w godzinach od 11:00 do 22:00.
• Uzgadniając zamówienie, możesz wybrać trzygodzinny termin dostawy (najwcześniejszy to od 12:00 do 15:00).
• Za zamówienie można zapłacić gotówką przy odbiorze lub online podczas składania zamówienia.

• 350 zł

Dostawa do punktu odbioru

Dostawa do PickPoint

• Dostawa do punktu odbioru to nowoczesny, wygodny i szybki sposób na otrzymanie zamówienia bez dzwonienia i łapania kurierów.
• Punkt odbioru to kiosk z osobą lub szeregiem żelaznych skrzynek. Są umieszczane w supermarketach, centra biurowe i inne popularne miejsca. Twoje zamówienie będzie w wybranym przez Ciebie punkcie.
• Możesz znaleźć najbliższy punkt na mapie PickPoint.
• Czas dostawy - od 1 do 8 dni w zależności od miasta. Na przykład w Moskwie jest to 1-2 dni; Petersburg - 2-3 dni.
• Gdy zamówienie dotrze do punktu odbioru, otrzymasz SMS z kodem do jego odbioru.
• W dowolnym dogodnym czasie w ciągu trzech dni możesz przyjść do sedna i użyć kodu z SMS-a, aby otrzymać zamówienie.
• Za zamówienie można zapłacić gotówką przy odbiorze lub online podczas składania zamówienia.
• Koszt dostawy - od 240 rubli, w zależności od miasta i wielkości zamówienia. Jest obliczany automatycznie podczas realizacji transakcji.

• 240 zł

Dostawa do punktu odbioru

Dostawa do PickPoint

• Dostawa do punktu odbioru to nowoczesny, wygodny i szybki sposób na otrzymanie zamówienia bez dzwonienia i łapania kurierów.
• Punkt odbioru to kiosk z osobą lub szeregiem żelaznych skrzynek. Umieszczane są w supermarketach, centrach biurowych i innych popularnych miejscach. Twoje zamówienie będzie w wybranym przez Ciebie punkcie.
• Możesz znaleźć najbliższy punkt na mapie PickPoint.
• Czas dostawy - od 1 do 8 dni w zależności od miasta. Na przykład w Moskwie jest to 1-2 dni; Petersburg - 2-3 dni.
• Gdy zamówienie dotrze do punktu odbioru, otrzymasz SMS z kodem do jego odbioru.
• W dowolnym dogodnym czasie w ciągu trzech dni możesz przyjść do sedna i użyć kodu z SMS-a, aby otrzymać zamówienie.
• Za zamówienie można zapłacić gotówką przy odbiorze lub online podczas składania zamówienia.
• Koszt dostawy - od 240 rubli, w zależności od miasta i wielkości zamówienia. Jest obliczany automatycznie podczas realizacji transakcji.

Wysyłanie pocztą rosyjską

Poczta

• Dostawa realizowana jest do najbliższego urzędu pocztowego. gałęzie w dowolnej miejscowości Rosja.
• Taryfa i czas dostawy są podyktowane Pocztą Rosyjską. Średnio czas oczekiwania to 2 tygodnie.
• Zamówienie wysyłamy do Poczty Rosyjskiej w ciągu dwóch dni roboczych.
• Za zamówienie można zapłacić gotówką przy odbiorze (za pobraniem) lub online przy składaniu zamówienia.
• Koszt jest obliczany automatycznie w trakcie zamówienia i powinien wynosić średnio około 400 rubli.

Dostawa EMS

Wszyscy znają diody LED. Bez nich jest to po prostu nie do pomyślenia. nowoczesna technologia. Są to diody i lampki LED, sygnalizujące różne tryby pracy sprzęt AGD, podświetlenie ekranów monitorów komputerowych, telewizorów i wiele innych rzeczy, o których nie można od razu pamiętać. Wszystkie te urządzenia zawierają diody LED w widzialnym zakresie promieniowania o różnych kolorach: czerwonym, zielonym, niebieskim (RGB), żółtym, białym. Nowoczesne technologie pozwalają uzyskać prawie każdy kolor.

Oprócz diod emitujących światło widzialne istnieją diody emitujące światło podczerwone i ultrafioletowe. Głównym obszarem zastosowania takich diod LED są urządzenia automatyki i sterowania. Wystarczy pamiętać. Jeśli pierwsze modele z pilotem były używane wyłącznie do sterowania telewizorami, teraz sterują grzejnikami ściennymi, klimatyzatorami, wentylatorami, a nawet urządzeniami kuchennymi, takimi jak garnki wielopalnikowe i wypiekacze do chleba.

Czym więc jest dioda LED?

W rzeczywistości nie różni się zbytnio od zwykłego - wszystko jedno złącze p-n i wszystkie te same podstawowe właściwości przewodnictwa jednokierunkowego. Tak jak nauka p-n Przejście okazało się, że oprócz przewodnictwa jednostronnego, właśnie to przejście ma kilka dodatkowych właściwości. W toku ewolucji technologii półprzewodnikowej właściwości te były badane, rozwijane i ulepszane.

Wielki wkład w rozwój półprzewodników wniósł sowiecki fizyk radiowy (1903 - 1942). W 1919 wstąpił do słynnego i wciąż znanego laboratorium radiowego w Niżnym Nowogrodzie, a od 1929 pracował w Leningradzkim Instytucie Fizyki i Techniki. Jednym z działań naukowca było badanie słabego, ledwo zauważalnego blasku kryształów półprzewodnikowych. To na tym efekcie działają wszystkie nowoczesne diody LED.

Ta słaba poświata pojawia się, gdy prąd przepływa przez złącze p-n w kierunku do przodu. Ale obecnie to zjawisko zostało zbadane i ulepszone tak bardzo, że jasność niektórych diod LED jest taka, że ​​można po prostu oślepnąć.

Gama kolorów diod LED jest bardzo szeroka, prawie wszystkie kolory tęczy. Ale kolor nie uzyskuje się wcale poprzez zmianę koloru obudowy LED. Osiąga się to poprzez dodanie domieszek do złącza p-n. Np. wprowadzenie niewielkiej ilości fosforu czy aluminium umożliwia uzyskanie barw w odcieniach czerwieni i żółci, natomiast gal i ind emitują światło od zielonego do niebieskiego. Obudowa diody może być przezroczysta lub matowa, jeśli obudowa jest kolorowa, to jest to tylko filtr światła odpowiadający kolorowi poświaty złącza p-n.

Innym sposobem na uzyskanie pożądanego koloru jest wprowadzenie luminoforu. Luminofor jest substancją, która pod wpływem innego promieniowania, nawet podczerwonego, wytwarza światło widzialne. Klasycznym tego przykładem są świetlówki. W przypadku diod LED biały kolor uzyskuje się poprzez dodanie luminoforu do niebieskiego kryształu jarzeniowego.

Aby zwiększyć intensywność promieniowania, prawie wszystkie diody LED mają soczewkę skupiającą. Często jako soczewkę stosuje się koniec przezroczystego korpusu, który ma kulisty kształt. W diodach LED na podczerwień soczewka czasami wygląda na nieprzezroczystą, przydymioną szarość. Chociaż w Ostatnio diody LED na podczerwień są produkowane po prostu w przezroczystej obudowie, takie jak te używane w różnych pilotach.

Dwukolorowe diody LED

Znany również prawie każdemu. Na przykład ładowarka telefon komórkowy: Podczas ładowania wskaźnik świeci na czerwono, a po zakończeniu ładowania zmienia kolor na zielony. To wskazanie jest możliwe dzięki obecności dwukolorowych diod LED, które mogą być: różne rodzaje. Pierwszy typ to trzypinowe diody LED. Jedna obudowa zawiera dwie diody LED, na przykład zieloną i czerwoną, jak pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat połączeń dla dwukolorowej diody LED

Rysunek przedstawia fragment obwodu z dwukolorową diodą LED. W tym przypadku pokazana jest trzypinowa dioda LED ze wspólną katodą (są też wspólne anody) i jej podłączenie. W takim przypadku możesz włączyć jedną lub drugą diodę LED lub obie naraz. Na przykład będzie czerwony lub zielony, a gdy włączysz dwie diody naraz, otrzymasz żółty. Jeśli jednocześnie użyjesz modulacji PWM do regulacji jasności każdej diody LED, możesz uzyskać kilka odcieni pośrednich.

W tym układzie należy zwrócić uwagę na to, że rezystory ograniczające są dołączone osobno dla każdej diody LED, choć wydawałoby się, że można się ich obejść, włączając je do wspólnego wyjścia. Ale dzięki temu włączeniu jasność diod LED zmieni się, gdy jedna lub dwie diody LED zostaną włączone.

Jakie napięcie jest potrzebne do diody LED To pytanie można usłyszeć dość często, zadają je ci, którzy nie znają specyfiki działania diody LED lub po prostu ludzie, którzy są bardzo daleko od elektryczności. Jednocześnie należy wyjaśnić, że dioda LED jest urządzeniem sterowanym prądem, a nie napięciem. Możesz włączyć diodę LED na co najmniej 220 V, ale prąd przez nią nie powinien przekraczać maksymalnego dopuszczalnego. Osiąga się to poprzez szeregowe połączenie rezystora balastowego z diodą LED.

Jednak pamiętając o napięciu, należy zauważyć, że odgrywa ono również dużą rolę, ponieważ diody LED mają duże napięcie przewodzenia. Jeśli dla konwencjonalnej diody krzemowej napięcie to jest rzędu 0,6 ... 0,7 V, to dla diody LED próg ten zaczyna się od dwóch woltów i więcej. Dlatego przy napięciu 1,5 V dioda LED nie może się świecić.

Ale przy tym włączeniu, czyli 220 V, nie należy zapominać, że napięcie wsteczne diody LED jest dość małe, nie więcej niż kilkadziesiąt woltów. Dlatego podejmowane są specjalne środki w celu ochrony diody LED przed wysokim napięciem wstecznym. Najprościej jest odwrotnie - równoległe połączenie diody ochronnej, która również może nie być bardzo wysokim napięciem, np. KD521. Pod wpływem napięcia przemiennego diody otwierają się naprzemiennie, chroniąc się w ten sposób przed wysokim napięciem wstecznym. Obwód włączania diody ochronnej pokazano na rysunku 2.

Rysunek 2. Schemat połączeń równolegle do LED dioda ochronna

Diody dwukolorowe są również dostępne w pakiecie z dwoma zaciskami. Zmiana koloru blasku w tym przypadku następuje, gdy zmienia się kierunek prądu. Klasycznym przykładem jest wskazanie kierunku obrotów silnika prądu stałego. W takim przypadku nie należy zapominać, że rezystor ograniczający jest koniecznie połączony szeregowo z diodą LED.

Ostatnio rezystor ograniczający jest po prostu wbudowany w diodę LED, a potem np. na metkach w sklepie po prostu piszą, że ta dioda to 12V. Również migające diody LED są oznaczone napięciem: 3V, 6V, 12V. Wewnątrz takich diod znajduje się mikrokontroler (widać go nawet przez przezroczystą obudowę), więc wszelkie próby zmiany częstotliwości migania nie dają rezultatów. Dzięki temu oznaczeniu możesz włączyć diodę LED bezpośrednio do zasilania dla określonego napięcia.

Rozwój japońskich radioamatorów

Okazuje się, że radio amatorskie praktykuje się nie tylko w krajach byłego ZSRR, ale także w takim „kraju elektronicznym”, jak Japonia. Oczywiście nawet japoński zwykły radioamator nie może tworzyć bardzo skomplikowanych urządzeń, ale na uwagę zasługują indywidualne rozwiązania obwodów. Czy nie wystarczy, w jakim schemacie te decyzje mogą być przydatne.

Oto przegląd stosunkowo prostych urządzeń wykorzystujących diody LED. W większości przypadków sterowanie odbywa się z mikrokontrolerów i nie da się tego obejść. Nawet w przypadku prostego obwodu łatwiej jest napisać krótki program i przylutować sterownik w pakiecie DIP-8 niż przylutować kilka mikroukładów, kondensatorów i tranzystorów. Atrakcyjne jest również to, że niektóre mikrokontrolery mogą w ogóle działać bez załączników.

Dwukolorowy obwód sterowania LED

Ciekawy schemat sterowania mocną dwukolorową diodą LED oferują japońscy radioamatorzy. Dokładniej, zastosowano tutaj dwie mocne diody LED o prądzie do 1A. Ale należy założyć, że istnieją również mocne dwukolorowe diody LED. Obwód pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3. Schemat jazdy dla wydajnej dwukolorowej diody LED

Układ TA7291P jest przeznaczony do sterowania silnikami prądu stałego małej mocy. Zapewnia kilka trybów, a mianowicie: obrót do przodu, obrót do tyłu, zatrzymanie i hamowanie. Stopień wyjściowy mikroukładu jest montowany zgodnie z obwodem mostkowym, co pozwala wykonać wszystkie powyższe operacje. Ale warto było włożyć trochę wyobraźni i proszę bardzo, mikroukład ma nowy zawód.

Logika mikroukładu jest dość prosta. Jak widać na rysunku 3, mikroukład ma 2 wejścia (IN1, IN2) i dwa wyjścia (OUT1, OUT2), do których podłączone są dwie mocne diody LED. Gdy poziomy logiczne na wejściach 1 i 2 są takie same (niezależnie od 00 czy 11), to potencjały wyjściowe są równe, obie diody są wyłączone.

Na różnych poziomach logicznych na wejściach mikroukład działa w następujący sposób. Jeżeli jedno z wejść, na przykład IN1 ma niski poziom logiczny, to wyjście OUT1 jest podłączone do wspólnego przewodu. Katoda diody LED HL2 przez rezystor R2 jest również podłączona do wspólnego przewodu. Napięcie na wyjściu OUT2 (jeśli jest jednostka logiczna na wejściu IN2) w tym przypadku zależy od napięcia na wejściu V_ref, co pozwala na regulację jasności diody HL2.

W tym przypadku napięcie V_ref jest uzyskiwane z impulsów PWM z mikrokontrolera za pomocą układu całkującego R1C1, który reguluje jasność diody LED podłączonej do wyjścia. Mikrokontroler steruje również wejściami IN1 i IN2, co pozwala na uzyskanie szerokiej gamy odcieni światła oraz algorytmów sterowania LED. Rezystancja rezystora R2 jest obliczana na podstawie maksymalnego dopuszczalnego prądu diod LED. Jak to zrobić, zostanie opisane poniżej.

Rysunek 4 przedstawia wewnętrzną strukturę układu TA7291P, jego schemat blokowy. Obwód jest pobierany bezpośrednio z arkusza danych, więc pokazuje silnik elektryczny jako obciążenie.

Rysunek 4

Przez Schemat blokowyłatwo jest prześledzić ścieżki prądowe przez obciążenie i sposób sterowania tranzystorami wyjściowymi. Tranzystory załączane są parami po przekątnej: (lewy górny + prawy dolny) lub (prawy górny + lewy dolny), co pozwala na zmianę kierunku i prędkości silnika. W naszym przypadku zapal jedną z diod i kontroluj jej jasność.

Dolne tranzystory są sterowane sygnałami IN1, IN2 i są po prostu zaprojektowane do włączania i wyłączania przekątnych mostka. Górne tranzystory sterowane są sygnałem Vref, regulują prąd wyjściowy. Obwód sterujący, przedstawiony po prostu jako kwadrat, zawiera również obwód zabezpieczający przed zwarciami i innymi nieprzewidzianymi okolicznościami.

W tych obliczeniach, jak zawsze, pomoże prawo Ohma. Niech początkowe dane do obliczeń będą następujące: napięcie zasilania (U) 12 V, prąd przez diodę LED (I_HL) 10 mA, dioda LED jest podłączona do źródła napięcia bez żadnych tranzystorów i mikroukładów jako wskaźnik włączenia. Spadek napięcia LED (U_HL) 2V.

Wtedy jest całkiem oczywiste, że rezystor ograniczający będzie miał napięcie (U-U_HL), - sama dioda LED „zjadła” dwa wolty. Wtedy rezystancja rezystora ograniczającego będzie

R_o = (U-U_HL) / I_HL = (12 - 2) / 0,010 = 1000(Ω) lub 1KΩ.

Nie zapomnij o układzie SI: napięcie w woltach, prąd w amperach, wynik w omach. Jeśli dioda LED jest włączona przez tranzystor, to w pierwszym nawiasie napięcie sekcji kolektor-emiter otwartego tranzystora należy odjąć od napięcia zasilania. Ale z reguły nikt tego nigdy nie robi, dokładność do setnych procenta nie jest tutaj potrzebna i nie zadziała ze względu na rozproszenie parametrów części. Wszystkie obliczenia w elektroniczne obwody podać przybliżone wyniki, reszta musi zostać osiągnięta przez debugowanie i dostrajanie.

Trójkolorowe diody LED

Oprócz dwukolorowych, ostatnio stały się powszechne. Ich głównym przeznaczeniem jest oświetlenie dekoracyjne na scenach, na przyjęciach, podczas uroczystości sylwestrowych czy dyskotek. Takie diody LED mają pakiet z czterema zaciskami, z których jeden jest wspólną anodą lub katodą, w zależności od konkretnego modelu.

Ale jedna lub dwie diody LED, nawet trójkolorowe, są mało przydatne, więc trzeba je łączyć w girlandy, a do sterowania girlandami używać wszelkiego rodzaju urządzeń sterujących, które najczęściej nazywane są kontrolerami.

Montaż girland z poszczególnych diod jest nudny i nieciekawy. Dlatego w ostatnie lata przemysł zaczął produkować, a także taśmy oparte na diodach LED trójkolorowych (RGB). Jeżeli taśmy jednokolorowe produkowane są na napięcie 12V, to napięcie robocze taśm trójkolorowych często wynosi 24V.

Taśmy LED są oznaczone napięciem, ponieważ zawierają już rezystory ograniczające, dzięki czemu można je podłączyć bezpośrednio do źródła napięcia. Źródła są sprzedawane w tym samym miejscu co taśmy.

Specjalne kontrolery służą do sterowania trójkolorowymi diodami LED i paskami, aby stworzyć różne efekty świetlne. Za ich pomocą można po prostu przełączać diody LED, regulować jasność, tworzyć różne efekty dynamiczne, a także rysować wzory, a nawet obrazy. Tworzenie takich sterowników przyciąga wielu radioamatorów, oczywiście tych, którzy potrafią pisać programy dla mikrokontrolerów.

Za pomocą trójkolorowej diody LED można uzyskać prawie dowolny kolor, ponieważ kolor na ekranie telewizora uzyskuje się również poprzez zmieszanie tylko trzech kolorów. W tym miejscu należy przypomnieć inny rozwój japońskich radioamatorów. Jego schematyczny diagram pokazano na rysunku 5.

Rysunek 5. Schemat połączeń dla trójkolorowej diody LED

Mocna trójkolorowa dioda LED o mocy 1W zawiera trzy emitery. Przy wartościach rezystorów wskazanych na schemacie kolor blasku jest biały. Dobierając wartości rezystorów możliwa jest pewna zmiana odcienia: od zimnej bieli do ciepłej bieli. W autorskim projekcie lampa przeznaczona jest do oświetlania wnętrza samochodu. Czy oni (Japończycy) powinni być w smutku! Aby nie martwić się o przestrzeganie polaryzacji, na wejściu urządzenia znajduje się mostek diodowy. Urządzenie jest zamontowane na płytce stykowej i pokazano na rysunku 6.

Rysunek 6. Płytka rozwojowa

Kolejny rozwój japońskich radioamatorów ma również charakter motoryzacyjny. To urządzenie do podświetlania liczby, oczywiście, na białych diodach LED pokazano na rysunku 7.

Rysunek 7. Schemat urządzenia do podświetlania tablicy rejestracyjnej na białych diodach LED

W konstrukcji zastosowano 6 potężnych, superjasnych diod LED o maksymalnym prądzie 35mA i strumieniu świetlnym 4lm. Aby zwiększyć niezawodność diod LED, przepływający przez nie prąd jest ograniczony do 27 mA za pomocą mikroukładu stabilizującego napięcie, zawartego w obwodzie stabilizatora prądu.

Diody LED EL1 ... EL3, rezystor R1 wraz z układem DA1 tworzą stabilizator prądu. Stabilny prąd płynący przez rezystor R1 utrzymuje na nim spadek napięcia o 1,25 V. Druga grupa diod jest podłączona do stabilizatora przez dokładnie ten sam rezystor R2, więc prąd płynący przez grupę diod EL4...EL6 również będzie ustabilizowany na tym samym poziomie.

Rysunek 8 przedstawia obwód konwertera do zasilania białej diody LED z jednego ogniwa galwanicznego napięciem 1,5 V, co wyraźnie nie wystarcza do zapalenia diody LED. Układ konwertera jest bardzo prosty i sterowany przez mikrokontroler. W rzeczywistości mikrokontroler ma częstotliwość impulsów około 40 kHz. Aby zwiększyć obciążalność, wyjścia mikrokontrolera są połączone parami równolegle.

Cyfra 8

Schemat działa w następujący sposób. Gdy wyjścia PB1, PB2 są w stanie niskim, wyjścia PB0, PB4 są w stanie wysokim. W tym czasie kondensatory C1, C2 przez diody VD1, VD2 są ładowane do około 1,4V. Gdy stan wyjść kontrolera zostanie odwrócony, do diody LED zostanie przyłożona suma napięć dwóch naładowanych kondensatorów plus napięcie akumulatora. W ten sposób do diody LED zostanie przyłożone prawie 4,5 V w kierunku do przodu, co wystarcza do zapalenia diody LED.

Taki konwerter można zmontować bez mikrokontrolera, tylko na chipie logicznym. Taki schemat pokazano na rysunku 9.

Rysunek 9

Na elemencie DD1.1 montowany jest prostokątny generator oscylacji, którego częstotliwość jest określona przez oceny R1, C1. Właśnie przy tej częstotliwości dioda LED będzie migać.

Gdy moc wyjściowa elementu DD1.1 jest wysoka, moc wyjściowa DD1.2 jest naturalnie wysoka. W tym czasie kondensator C2 jest ładowany przez diodę VD1 ze źródła zasilania. Ścieżka ładowania jest następująca: plus źródło zasilania - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - minus źródło zasilania. W tym momencie na białą diodę LED podawane jest tylko napięcie akumulatora, co nie wystarcza do zapalenia diody LED.

Gdy poziom na wyjściu elementu DD1.1 staje się niski, na wyjściu DD1.2 pojawia się wysoki poziom, co prowadzi do zablokowania diody VD1. W związku z tym napięcie na kondensatorze C2 jest dodawane do napięcia akumulatora i ta wielkość jest przykładana do rezystora R1 i diody LED HL1. Ta suma napięć wystarcza do włączenia diody HL1. Następnie cykl się powtarza.

Jak przetestować diodę LED?

Jeśli dioda jest nowa, wszystko jest proste: nieco dłuższy zacisk jest dodatni lub anoda. To on należy zaliczyć do plusa źródła zasilania, nie zapominając oczywiście o rezystorze ograniczającym. Ale w niektórych przypadkach np. dioda została przylutowana ze starej płytki i jej wyprowadzenia są tej samej długości, wymagana jest ciągłość.

Multimetry w takiej sytuacji zachowują się nieco niezrozumiale. Na przykład multimetr DT838 w trybie testu półprzewodników może po prostu lekko oświetlić testowaną diodę LED, ale wskaźnik pokazuje przerwę.

Dlatego w niektórych przypadkach lepiej jest sprawdzić diody LED, podłączając je przez rezystor ograniczający do źródła zasilania, jak pokazano na rysunku 10. Wartość rezystora wynosi 200 ... 500 Ohm.

Rysunek 10. Obwód testowy LED

Rysunek 11. Sekwencyjne łączenie diod LED

Obliczenie rezystancji rezystora ograniczającego nie jest trudne. Aby to zrobić, dodaj napięcie przewodzenia na wszystkich diodach LED, odejmij je od napięcia zasilania i podziel wynikową resztę przez podany prąd.

R = (U - (U_HL_1 + U_HL_2 + U_HL_3)) / I

Załóżmy, że napięcie zasilania wynosi 12V, a spadek napięcia na diodach to 2V, 2,5V i 1,8V. Nawet jeśli diody są pobierane z tego samego pudełka, nadal może być taki rozrzut!

W zależności od stanu problemu prąd wynosi 20mA. Pozostaje zastąpić wszystkie wartości we wzorze i poznać odpowiedź.

R = (12- (2 + 2,5 + 1,8)) / 0,02 = 285 Ω

Rysunek 12. Równoległe połączenie diod LED

W lewym fragmencie wszystkie trzy diody LED są połączone przez jeden rezystor ograniczający prąd. Ale dlaczego ten schemat jest przekreślony, jakie są jego wady?

Tutaj w grę wchodzi rozproszenie parametrów LED. Największy prąd przejdzie przez diodę LED, która ma mniejszy spadek napięcia, czyli mniej i opór wewnętrzny. Dlatego dzięki temu włączeniu nie będzie możliwe uzyskanie jednolitego blasku diod LED. Dlatego prawidłowy obwód powinien zostać rozpoznany jako obwód pokazany na rysunku 12 po prawej stronie.

W produkcji różnych konstrukcji elektronicznych często stosuje się diodę LED, na przykład w jednostkach do wskazywania lub sygnalizowania pracy sprzętu. Każdy prawdopodobnie pracował z konwencjonalnymi diodami LED, ale nie każdy używa dwukolorowej diody z dwoma wyprowadzeniami, ponieważ niewielu początkujących inżynierów elektroników o tym wie. Dlatego porozmawiam trochę o tym i oczywiście podłączymy dwukolorową diodę LED do sieci 220 V AC, ponieważ ten temat, z nieznanych mi powodów, cieszy się zwiększonym zainteresowaniem.

I tak wiemy, że „normalna” dioda LED przepuszcza prąd tylko w jednym kierunku: gdy do anody zostanie przyłożony plus, a do katody zostanie przyłożony minus źródła zasilania. Jeśli odwrócisz polaryzację źródła napięcia, prąd nie popłynie.

Dwukolorowa dioda LED z dwoma zaciskami składa się z dwóch diod typu back-to-back połączonych równolegle, umieszczonych we wspólnej obudowie. Co więcej, obudowa, a dokładniej obiektyw ma standardowe wymiary i też tylko dwa wyjścia.

Osobliwością jest to, że każdy przewód diody LED służy jako anoda jednej diody LED i katoda drugiej.

Jeśli plus zostanie zastosowany do jednego wyjścia, a drugi minus źródło zasilania, to jedna dioda LED zostanie zablokowana, a druga zaświeci się, na przykład na zielono.

W przypadku odwrócenia polaryzacji zasilania zielona dioda LED zgaśnie, a czerwona zaświeci się.

Diody dwukolorowe dostępne są w następujących kombinacjach kolorystycznych:

- Czerwony zielony;

- niebiesko-żółty;

- zielony - bursztynowy;

- Czerwony żółty.

Jak podłączyć dwukolorową diodę LED z dwoma przewodami do sieci 220 V?

Taka dioda LED jest wygodna w użyciu na prąd przemienny, ponieważ nie ma potrzeby używania diody odwróconej. Dlatego, aby podłączyć dwukolorową diodę LED do 220 VAC, wystarczy dodać tylko rezystor ograniczający prąd.

Należy tutaj natychmiast poprawić, że napięcie nominalne w sieci, jest również w gniazdku, począwszy od października 2015 r., Nie jest już nam znane 220 V, ale 230 V. Te i inne dane są odzwierciedlone w GOST 29433-2014 . Ta sama norma podaje dopuszczalne odchylenia od nominalnej wartości napięcia 230 V:

- wartość nominalna 230 V;

— maksymalnie 253 V (+10%);

- minimum 207 V (-10%);

- minimum pod obciążeniem 198 V (-14%).

W oparciu o te założenia konieczne jest obliczenie rezystancji rezystora ograniczającego prąd z takich rozważań, aby nie przegrzewał się i przez diodę LED przepływał prąd wystarczający do normalnego świecenia przy maksymalnych dopuszczalnych wahaniach napięcia w sieci.

Obliczanie rezystora ograniczającego prąd

Dlatego, chociaż nominalna wartość prądu wynosi 20 mA, dla obliczonej wartości prądu dwukolorowej diody LED przyjmiemy 7 mA \u003d 0,007 A. Przy tej wartości zwykle świeci, ponieważ jasność diody LED nie jest wprost proporcjonalna do przepływającego przez nią prądu.

Określmy rezystancję rezystora ograniczającego prąd przy napięciu znamionowym w gniazdku 230 V:

R \u003d U / I \u003d 230 V / 0,007 A \u003d 32857 omów.

Ze standardowej serii wartości rezystorów wybieramy 33 kOhm.

Teraz obliczamy rozpraszanie mocy rezystora:

P \u003d I 2 R \u003d 0,007 2 ∙ 33000 \u003d 1,62 W.

Akceptujemy rezystor 2 wat.

Przeliczmy dla przypadku maksymalnego dopuszczalnego napięcia przy danej wartości rezystancji rezystora:

I \u003d U / R \u003d 253/33000 \u003d 0,0077 A \u003d 7,7 mA.

P \u003d I 2 R \u003d 0,0077 2 ∙ 33000 \u003d 1,96 W.

Jak widać, przy wzroście napięcia o dopuszczalne 10% prąd również wzrośnie o 10%, ale rozpraszanie mocy rezystora nie przekroczy 2 W, więc nie przegrzeje się.

Gdy napięcie spadnie o akceptowalną wartość, zmniejszy się również prąd. W takim przypadku zmniejszy się również rozpraszanie mocy rezystora.

Stąd wniosek: jako wskaźnik obecności napięcia sieciowego 230 V wystarczy zastosować dwukolorową diodę LED z dwoma przewodami oraz rezystor ograniczający prąd o rezystancji 33 kOhm o mocy rozpraszania 2 W .

Wielokolorowe diody LED podążały za dwukolorowymi „czerwono-zielonymi” diodami LED, gdy postęp technologiczny umożliwił umieszczenie niebieskich emiterów na ich kryształach. Wynalezienie „niebieskich” i „białych” diod LED całkowicie zamknęło krąg RGB: teraz stało się realnym wskazaniem dowolnego koloru tęczy w widzialnym zakresie długości fal 450…680 nm z dowolnym nasyceniem.

Istnieje kilka sposobów na uzyskanie białego światła „LED” (mianowicie „światła”, ponieważ biały „kolor” nie istnieje w naturze).

Pierwszy sposób - żółty luminofor nakłada się na wewnętrzną powierzchnię soczewki „niebieskiej” diody LED. „Niebieski” plus „żółty” dają ton zbliżony do białego. Tak powstały pierwsze na świecie „białe” diody LED.

Drugi sposób - na powierzchnię emitera światła pracującego w zakresie ultrafioletu 300...400 nm (promieniowanie niewidzialne) nakładane są trzy warstwy luminoforu, odpowiednio: niebieska, zielona i czerwona. Następuje mieszanie składowych widmowych, jak w lampie fluorescencyjnej.

Trzeci sposób to technologia ekranów telewizyjnych LCD. Na jednym podłożu emitery „czerwony”, „niebieski” i „zielony” są umieszczone blisko siebie (jak trzy pistolety w kineskopie). Proporcje kolorów są ustalane przez różne prądy płynące przez każdy emiter. Ostateczne mieszanie kolorów do uzyskania białego odcienia odbywa się za pomocą soczewki rozpraszającej światło korpusu.

Czwarta metoda jest zaimplementowana w tzw. „kwantowych” diodach LED, w których czerwone, zielone i niebieskie „kwantowe” kropki, czyli inaczej luminescencyjne nanokryształy, są nakładane na zwykłą płytkę półprzewodnikową. To obiecujący kierunek oszczędzania energii, ale wciąż egzotyczny.

Dziś dla amatorskich praktyk interesują się wielokolorowe diody LED trzeci typ, mający krany z trzech emiterów. Mogą służyć do tworzenia pełnokolorowych urządzeń wyświetlających informacje, na przykład w postaci ekranów LED w formacie telewizyjnym. Jeden piksel takiego ekranu może świecić w kolorze niebieskim (470 nm), zielonym (526 nm) lub czerwonym (630 nm). W sumie pozwala to uzyskać niemal taką samą ilość odcieni jak w monitorach komputerowych.

Wielokolorowe diody LED to cztero-, ośmiopinowe bieguny. W pierwszym przypadku są trzy wyjścia dla emiterów koloru czerwonego (R), zielonego (G) i niebieskiego (B), uzupełnione czwartym wyjściem wspólnej katody lub anody. W wersji sześciopinowej w jednej obudowie umieszczono trzy całkowicie niezależne diody RGB lub dwie pary dwukolorowe: „czerwono-niebieska”, „zielono-niebieska”. Osiem-pinowe diody LED mają dodatkowo „biały” emiter.

Ciekawy punkt. Udowodniono, że większość mężczyzn niewłaściwie postrzega kolor w czerwonej części widma. Winę za to ponosi sama matka natura z powodu genu OPNlLW zlokalizowanego na chromosomie X. U mężczyzn gen ten jest jeden, au kobiet dwie jego kopie, które wzajemnie kompensują swoje wady. Manifestacja w życiu codziennym - kobiety z reguły dobrze rozróżniają odcienie szkarłatne, bordowe i szkarłatne, a dla wielu mężczyzn takie odcienie wydają się równie czerwone... Dlatego przy projektowaniu sprzętu należy unikać „sprzecznych” kolorów i nie zmuszać użytkownika szukać różnic w drobnych szczegółach.

Na ryc. 2.17, a ... i schematy podłączenia cztero-, sześciopinowych wielokolorowych diod LED do MK.

Ryż. 2.17. Schematy podłączenia diod wielokolorowych do MK (początek):

R3* więc oa) prąd płynący przez każdy z trzech emiterów koloru czerwonego (R), zielonego (G) i niebieskiego (B) określają rezystory R2...R4 - nie więcej niż 20...25 mA na MK linia. Rezystor R1 organizuje negatyw opinia według prądu. Z jego pomocą zmniejsza się ogólna jasność blasku przy jednoczesnym włączeniu trzech emiterów;

b) podobnie jak na ryc. 2.17, a, ale dla diody LED HL1 ze wspólną anodą i aktywnym poziomem LOW na wyjściach MK;

c) Trzykanałowa kontrola PWM zapewnia pełną gamę kolorów RGB. Rezystancje rezystorów R1 ... R3 są dobierane w szerokim zakresie zgodnie z subiektywnym odczuciem koloru balansu bieli z włączonymi trzema emiterami. Aby uzyskać równomierne przejście z jednego koloru do drugiego, potrzebne jest nieliniowe prawo sterowania PWM. Średni prąd płynący przez jedną linię MK przez jeden okres PWM nie powinien przekraczać 20 ... 25 mA przy prądzie impulsowym nie większym niż 40 mA;

d) podobnie jak na ryc. 2.17,c, ale dla diody LED HL1 ze wspólną anodą i aktywnym NISKIM poziomem sygnałów PWM;

e) dioda HL1 LED zawiera trzy całkowicie autonomiczne emitery z oddzielnymi wyprowadzeniami z obudowy, co daje pewną swobodę działania. Na przykład możesz połączyć wskaźniki zgodnie ze schematem zarówno ze wspólną anodą, jak i wspólną katodą; O

O ryc. 2.17. Schematy podłączenia wielokolorowych diod LED do MK (koniec):

f) wielokolorowy symulator LED. Trzy konwencjonalne diody LED HL1..HL3 w kolorach czerwonym, zielonym i niebieskim są konstrukcyjnie umieszczone w jednej wspólnej obudowie rozpraszającej światło. Dla lepszej imitacji oryginału można zastosować małe diody LED SMD;

g) mocne wielokolorowe diody LED nie mogą być podłączone bezpośrednio do MC ze względu na niską obciążalność portów. Wymagane są przełączniki tranzystorowe o dopuszczalnym prądzie co najmniej 500 mA dla diod LED „jeden wat” (350 mA) i co najmniej 1 A dla diod LED „trzy wat” (700 mA). Zaleca się zasilanie MK i HL1 LED z różnych źródeł poprzez regulator napięcia, aby zakłócenia spowodowane przełączaniem dużego obciążenia nie zakłócały programu. Przy wysokim napięciu zasilania diody HL1 należy zwiększyć rezystancję rezystorów R4...R6 oraz ich moc. Sama dioda LED musi być zainstalowana na grzejniku 5 ... 10 cm 2;

h) sześciopinowa dioda LED HL1 jest sterowana czterema liniami MK. Łącząc poziomy LOW/HIGH, można uzyskać różne odcienie kolorów. Idealnie, mieszanka niebieskiego i zielonego daje cyjan, a mieszanka czerwonego i zielonego daje żółty;

i) 8-pinowa dioda LED HL1 umożliwia nie tylko mieszanie kolorów czerwonego (R), zielonego (G), niebieskiego (B), ale także regulację ich nasycenia poprzez dodanie składnika białego (W). Każdy z emiterów diody HL1 jest przystosowany do prądu roboczego 350 mA, dlatego konieczne jest zapewnienie środków do wydajnego odprowadzania ciepła przez metalowy radiator.

Wielokolorowe diody LED, lub jak są one również nazywane RGB, służą do wskazywania i tworzenia podświetlenia, które dynamicznie zmienia kolor. W zasadzie nie ma w nich nic specjalnego, zobaczmy, jak działają i czym są diody RGB.

Wewnętrzna organizacja

W rzeczywistości dioda LED RGB to trzy jednokolorowe kryształy połączone w jednym pakiecie. Nazwa RGB oznacza czerwony – czerwony, zielony – zielony, niebieski – niebieski, zgodnie z kolorami, które emituje każdy z kryształów.

Te trzy kolory są podstawowe, a każdy kolor powstaje przez ich zmieszanie, technologia ta jest od dawna stosowana w telewizji i fotografii. Na powyższym obrazku możesz zobaczyć blask każdego kryształu z osobna.

Na tym obrazku widać zasadę mieszania kolorów, aby uzyskać wszystkie odcienie.

Kryształy w diodach RGB można podłączyć w następujący sposób:

Ze wspólną anodą;

Ze wspólną katodą;

Nie połączony.

W pierwszych dwóch opcjach zobaczysz, że dioda LED ma 4 piny:

Lub 6 wniosków w tym drugim przypadku:

Na zdjęciu widać trzy kryształy wyraźnie widoczne pod obiektywem.

Do takich diod LED sprzedawane są specjalne podkładki montażowe, które wskazują nawet cel wniosków.

Nie można też pominąć diod RGBW, ich różnica polega na tym, że w ich przypadku jest inny kryształ, który emituje białe światło.

Oczywiście nie obyło się bez taśm z takimi diodami.

To zdjęcie przedstawia pasek z diodami LED RGB, zmontowany zgodnie ze wspólnym schematem anodowym, intensywność świecenia reguluje się kontrolując „-” (minus) źródła zasilania.

Aby zmienić kolor taśmy RGB, używane są specjalne kontrolery RGB - urządzenia do przełączania napięcia dostarczanego do taśmy.

Oto wyprowadzenie RGB SMD5050:

I nie ma wstążek, nie ma specjalnych funkcji do pracy z wstążkami RGB, wszystko pozostaje takie samo, jak w przypadku modeli monochromatycznych.

Dla nich są też złącza do podłączenia paska LED bez lutowania.

Oto pinout dla 5mm diody RGB:

Jak zmienia się kolor blasku

Regulacja kolorów odbywa się poprzez regulację jasności promieniowania każdego z kryształów. Już rozważaliśmy.

Na tej samej zasadzie działa kontroler RGB do taśmy, posiada mikroprocesor, który steruje ujemnym wyjściem zasilacza - łączy i odłącza go od obwodu odpowiedniego koloru. Do kontrolera zazwyczaj dołączony jest pilot. Kontrolery występują w różnych pojemnościach, od tego zależy ich wielkość, zaczynając od tak miniaturowego.

Tak, tak potężne urządzenie w obudowie wielkości zasilacza.

Są połączone z taśmą według następującego schematu:

Ponieważ odcinek torów na taśmie nie pozwala na szeregowe połączenie z nim kolejnego odcinka taśmy, jeżeli długość pierwszego przekroczy 5 m, należy połączyć drugi odcinek przewodami bezpośrednio ze sterownika RGB.

Ale możesz wyjść z sytuacji i nie ciągnąć dodatkowych 4 przewodów 5 metrów od kontrolera i używać wzmacniacza RGB. Do jego działania wystarczy rozciągnąć tylko 2 przewody (plus i minus 12V) lub zasilić inny zasilacz z najbliższego źródła 220V, a także 4 przewody „informacyjne” z poprzedniego segmentu (R,G i B) są potrzebne do odbierania poleceń od kontrolera, aby cała konstrukcja świeciła w ten sam sposób.

A kolejny segment jest już podłączony do wzmacniacza, tj. wykorzystuje sygnał z poprzedniego kawałka taśmy. Oznacza to, że możesz zasilać taśmę ze wzmacniacza, który będzie znajdować się bezpośrednio obok niej, oszczędzając w ten sposób pieniądze i czas na układanie przewodów z podstawowego kontrolera RGB.

Dostosowujemy RGB-led własnymi rękami

Istnieją więc dwie opcje sterowania diodami LED RGB:

Oto wariant układu bez użycia arduina i innych mikrokontrolerów, wykorzystujący trzy sterowniki CAT4101 zdolne do dostarczania prądu do 1A.

Jednak teraz kontrolery są dość tanie, a jeśli musisz wyregulować pasek LED, lepiej kupić gotową wersję. Obwody z arduino są znacznie prostsze, zwłaszcza, że ​​można napisać szkic, za pomocą którego albo ręcznie ustawisz kolor, albo dobór kolorów będzie się odbywał automatycznie zgodnie z podanym algorytmem.

Wniosek

Diody RGB-LED pozwalają na wykonanie ciekawych efektów świetlnych znajdują zastosowanie w aranżacji wnętrz, jako podświetlenie dla sprzętu AGD, dla efektu powiększenia ekranu telewizora. Nie ma specjalnych różnic podczas pracy z nimi od zwykłych diod LED.