Dioda multicolora. Utilizarea LED-urilor în circuitele electronice

Regiunea dvs.:

Ridicare de la birou

Preluare de la biroul din Moscova

• Biroul este situat la 5 minute de mers pe jos de stația de metrou Taganskaya, la adresa Bolshoy Drovyanoy lane 6.
• Dacă este plasată înainte de ora 15:00 într-o zi a săptămânii, comanda poate fi ridicată după ora 17:00 în aceeași zi, în caz contrar - în următoarea zi a săptămânii după ora 17:00. Vom suna și vom confirma disponibilitatea comenzii.
• Puteți primi o comandă între orele 10:00 și 21:00, șapte zile pe săptămână după ce este gata. Comanda te va astepta 3 zile lucratoare. Dacă doriți să prelungiți perioada de stocare, scrieți sau sunați.
• Notează-ți numărul de comandă înainte de a vizita. Este necesar la primire.
• Pentru a ajunge la noi, prezentați pașaportul la intrare, spuneți că vă aflați în Amperka și luați liftul până la etajul 3.

• este gratuit

Livrare prin curier la Moscova

Livrare prin curier la Moscova

• Livrăm a doua zi la comanda înainte de ora 20:00, în caz contrar - a doua zi.
• Curierii lucrează de luni până sâmbătă, de la 10:00 la 22:00.
• Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.

• 250 ₽

Livrare la punctul de ridicare

Livrare la PickPoint

• punct de alegere.
• Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.

• 240 ₽

Livrare prin curier în Sankt Petersburg

Livrare prin curier în Sankt Petersburg

• Livrăm o dată la două zile dacă comandați înainte de ora 20:00, în caz contrar - în două zile.
• Curierii lucrează de luni până sâmbătă, de la 11:00 la 22:00.
• Când conveniți asupra unei comenzi, puteți alege un interval de livrare de trei ore (cel mai devreme este de la 12:00 la 15:00).
• Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.

• 350 ₽

Livrare la punctul de ridicare

Livrare la PickPoint

• Livrarea la un punct de ridicare este o modalitate modernă, convenabilă și rapidă de a primi comanda fără a apela și a prinde curieri.
• Punctul de preluare este un chioșc cu o persoană sau o serie de cutii de fier. Sunt puse în supermarketuri, centre de birouriși alte locuri populare. Comanda dvs. va fi în punctul pe care l-ați selectat.
• Puteți găsi punctul cel mai apropiat de dvs. pe harta PickPoint.
• Timp de livrare - de la 1 la 8 zile in functie de oras. De exemplu, la Moscova este de 1-2 zile; Petersburg - 2-3 zile.
• Când comanda ajunge la punctul de ridicare, veți primi un SMS cu un cod pentru a o primi.
• În orice moment convenabil în decurs de trei zile, puteți veni la subiect și puteți utiliza codul din SMS pentru a primi o comandă.
• Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.
• Costul de livrare - de la 240 de ruble, în funcție de oraș și dimensiunea comenzii. Se calculează automat în timpul plății.

• 240 ₽

Livrare la punctul de ridicare

Livrare la PickPoint

• Livrarea la un punct de ridicare este o modalitate modernă, convenabilă și rapidă de a primi comanda fără a apela și a prinde curieri.
• Punctul de preluare este un chioșc cu o persoană sau o serie de cutii de fier. Acestea sunt plasate în supermarketuri, centre de birouri și alte locuri populare. Comanda dvs. va fi în punctul pe care l-ați selectat.
• Puteți găsi punctul cel mai apropiat de dvs. pe harta PickPoint.
• Timp de livrare - de la 1 la 8 zile in functie de oras. De exemplu, la Moscova este de 1-2 zile; Petersburg - 2-3 zile.
• Când comanda ajunge la punctul de ridicare, veți primi un SMS cu un cod pentru a o primi.
• În orice moment convenabil în decurs de trei zile, puteți veni la subiect și puteți utiliza codul din SMS pentru a primi o comandă.
• Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.
• Costul de livrare - de la 240 de ruble, în funcție de oraș și dimensiunea comenzii. Se calculează automat în timpul plății.

Se trimite prin poșta rusă

Oficiul postal

• Livrarea se face la cel mai apropiat oficiu postal. ramuriîn orice localitate Rusia.
• Tariful și timpul de livrare sunt dictate de Poșta Rusă. În medie, timpul de așteptare este de 2 săptămâni.
• Transferăm comanda către Poșta Rusă în termen de două zile lucrătoare.
• Puteți plăti comanda în numerar la primire (ramburs la livrare) sau online la plasarea unei comenzi.
• Costul este calculat automat în timpul comenzii și ar trebui să fie în medie de aproximativ 400 de ruble.

Livrare prin EMS

Toată lumea este familiarizată cu LED-urile. Fără ele este pur și simplu de neconceput. tehnologie moderna. Acestea sunt lumini și lămpi LED, care indică diferite moduri de funcționare aparate electrocasnice, iluminarea de fundal a ecranelor monitoarelor computerelor, televizoarelor și multe alte lucruri despre care nu vă puteți aminti imediat. Toate aceste dispozitive conțin LED-uri în gama vizibilă de radiații de diferite culori: roșu, verde, albastru (RGB), galben, alb. Tehnologii moderne vă permit să obțineți aproape orice culoare.

Pe lângă diodele emițătoare de lumină vizibilă, există diode emițătoare de lumină în infraroșu și ultravioletă. Domeniul principal de aplicare a unor astfel de LED-uri este automatizarea și dispozitivele de control. Destul de amintit. Dacă primele modele cu telecomandă au fost folosite exclusiv pentru controlul televizoarelor, acum acestea controlează încălzitoarele de perete, aparatele de aer condiționat, ventilatoarele și chiar aparatele de bucătărie, precum oale cu mai multe aragazuri și aparatele de făcut pâine.

Deci, ce este un LED?

De fapt, nu este mult diferit de cel obișnuit - la fel joncțiune p-n, și toate aceeași proprietate de bază a conducerii unidirecționale. La fel de învăţarea p-n tranziție, s-a dovedit că, pe lângă conductivitatea unilaterală, chiar această tranziție are mai multe proprietăți suplimentare. Pe parcursul evoluției tehnologiei semiconductoarelor, aceste proprietăți au fost studiate, dezvoltate și îmbunătățite.

O mare contribuție la dezvoltarea semiconductorilor a avut-o radiofizicianul sovietic (1903 - 1942). În 1919, a intrat în celebrul și încă cunoscut laboratorul de radio Nijni Novgorod, iar din 1929 a lucrat la Institutul de Fizică și Tehnologie din Leningrad. Una dintre activitățile omului de știință a fost studiul unei străluciri slabe, abia vizibile, a cristalelor semiconductoare. În acest efect funcționează toate LED-urile moderne.

Această strălucire slabă apare atunci când curentul trece prin joncțiunea p-n în direcția înainte. Însă, în prezent, acest fenomen a fost studiat și îmbunătățit atât de mult încât luminozitatea unor LED-uri este de așa natură încât puteți orbește pur și simplu.

Gama de culori a LED-urilor este foarte largă, aproape toate culorile curcubeului. Dar culoarea nu se obține deloc prin schimbarea culorii carcasei LED-ului. Acest lucru se realizează prin adăugarea de dopanți la joncțiunea p-n. De exemplu, introducerea unei cantități mici de fosfor sau aluminiu face posibilă obținerea de culori de nuanțe de roșu și galben, în timp ce galiul și indiul emit lumină de la verde la albastru. Carcasa LED-ului poate fi transparentă sau mată, dacă carcasa este colorată, atunci acesta este doar un filtru de lumină corespunzător culorii strălucirii joncțiunii p-n.

O altă modalitate de a obține culoarea dorită este introducerea unui fosfor. Un fosfor este o substanță care produce lumină vizibilă atunci când este expusă la alte radiații, chiar și la infraroșu. Un exemplu clasic în acest sens sunt lămpile fluorescente. În cazul LED-urilor, o culoare albă se obține prin adăugarea unui fosfor la un cristal strălucitor albastru.

Pentru a crește intensitatea radiației, aproape toate LED-urile au o lentilă de focalizare. Adesea, capătul unui corp transparent, care are o formă sferică, este folosit ca lentilă. În LED-urile cu infraroșu, lentila pare uneori opace, gri fumurie. Deși în timpuri recente LED-urile cu infraroșu sunt produse pur și simplu într-o carcasă transparentă, acestea sunt cele folosite în diverse telecomenzi.

LED-uri bicolore

De asemenea, cunoscut de aproape toată lumea. De exemplu, un încărcător telefon mobil: În timpul încărcării, indicatorul se aprinde roșu, iar când încărcarea este completă, devine verde. Această indicație este posibilă datorită existenței LED-urilor bicolore, care pot fi tipuri diferite. Primul tip este LED-urile cu trei pini. O carcasă conține două LED-uri, de exemplu, verde și roșu, așa cum se arată în Figura 1.

Figura 1. Schema de conexiuni pentru un LED bicolor

Figura prezintă un fragment dintr-un circuit cu un LED bicolor. În acest caz, este afișat un LED cu trei pini cu un catod comun (există și anozi comuni) și conexiunea acestuia la. În acest caz, puteți aprinde fie unul, fie celălalt LED, sau ambele simultan. De exemplu, va fi roșu sau verde, iar când aprindeți două LED-uri simultan, obțineți galben. Dacă folosiți în același timp modulația PWM pentru a regla luminozitatea fiecărui LED, puteți obține mai multe nuanțe intermediare.

În acest circuit, ar trebui să acordați atenție faptului că rezistențele de limitare sunt incluse separat pentru fiecare LED, deși s-ar părea că se poate renunța prin includerea acesteia într-o ieșire comună. Dar cu această includere, luminozitatea LED-urilor se va schimba atunci când unul sau două LED-uri sunt aprinse.

Ce tensiune este necesară pentru LED Această întrebare poate fi auzită destul de des, este pusă de cei care nu sunt familiarizați cu specificul funcționării LED-ului sau pur și simplu de oameni care sunt foarte departe de electricitate. În același timp, este necesar să explicăm că LED-ul este un dispozitiv controlat de curent, și nu de tensiune. Puteți porni LED-ul la cel puțin 220V, dar curentul prin acesta nu trebuie să depășească maximul admis. Acest lucru se realizează prin conectarea unui rezistor de balast în serie cu LED-ul.

Dar totuși, amintindu-ne de tensiune, trebuie remarcat că și aceasta joacă un rol important, deoarece LED-urile au o tensiune mare directă. Dacă pentru o diodă de siliciu convențională această tensiune este de ordinul 0,6 ... 0,7 V, atunci pentru un LED acest prag începe de la doi volți și mai mult. Prin urmare, de la o tensiune de 1,5V, LED-ul nu poate fi aprins.

Dar cu această includere, adică 220V, nu trebuie uitat că tensiunea inversă a LED-ului este destul de mică, nu mai mult de câteva zeci de volți. Prin urmare, sunt luate măsuri speciale pentru a proteja LED-ul de tensiune inversă mare. Cea mai ușoară cale este opusul - conectarea în paralel a unei diode de protecție, care, de asemenea, poate să nu fie de foarte înaltă tensiune, de exemplu KD521. Sub influența tensiunii alternative, diodele se deschid alternativ, protejându-se astfel reciproc de tensiunea inversă mare. Circuitul de pornire a diodei de protecție este prezentat în figura 2.

Figura 2. Schema de conexiuni paralel cu LED-ul dioda de protectie

LED-urile bicolore sunt disponibile și într-un pachet cu două terminale. Schimbarea culorii strălucirii în acest caz are loc atunci când direcția curentului se schimbă. Un exemplu clasic este indicarea sensului de rotație al unui motor de curent continuu. În acest caz, nu trebuie uitat că un rezistor limitator este neapărat conectat în serie cu LED-ul.

Recent, un rezistor de limitare este pur și simplu încorporat în LED și apoi, de exemplu, pe etichetele de preț din magazin scriu pur și simplu că acest LED este de 12V. De asemenea, LED-urile intermitente sunt marcate prin tensiune: 3V, 6V, 12V. Există un microcontroler în interiorul unor astfel de LED-uri (se poate vedea chiar și printr-o carcasă transparentă), așa că orice încercare de a schimba frecvența de clipire nu dă rezultate. Cu acest marcaj, puteți porni LED-ul direct la sursa de alimentare pentru tensiunea specificată.

Evoluții ale radioamatorilor japonezi

Se pare că radioul amator este practicat nu numai în țările fostei URSS, ci și într-o astfel de „țară electronică” precum Japonia. Desigur, chiar și un radioamator obișnuit japonez nu poate crea dispozitive foarte complexe, dar soluțiile de circuite individuale merită atenție. Dacă nu este suficient în ce schemă aceste decizii pot fi utile.

Iată o prezentare generală a dispozitivelor relativ simple care folosesc LED-uri. În cele mai multe cazuri, controlul este efectuat de la microcontrolere și nu se poate ocoli acest lucru. Chiar și pentru un circuit simplu, este mai ușor să scrieți un program scurt și să lipiți controlerul într-un pachet DIP-8 decât să lipiți mai multe microcircuite, condensatoare și tranzistoare. De asemenea, este atractiv faptul că unele microcontrolere pot funcționa fără atașamente.

Circuit de control LED cu două culori

O schemă interesantă pentru controlul unui LED puternic în două culori este oferită de radioamatorii japonezi. Mai precis, aici sunt folosite două LED-uri puternice cu un curent de până la 1A. Dar, trebuie să presupunem că există și LED-uri puternice în două culori. Circuitul este prezentat în figura 3.

Figura 3. Schema de conducere pentru un LED puternic în două culori

Cipul TA7291P este proiectat pentru a controla motoarele DC de putere mică. Oferă mai multe moduri și anume: rotație înainte, rotație înapoi, oprire și frânare. Etapa de ieșire a microcircuitului este asamblată conform unui circuit de punte, care vă permite să efectuați toate operațiunile de mai sus. Dar a meritat să puneți puțină imaginație și iată-vă, microcircuitul are o nouă profesie.

Logica microcircuitului este destul de simplă. După cum puteți vedea în Figura 3, microcircuitul are 2 intrări (IN1, IN2) și două ieșiri (OUT1, OUT2), la care sunt conectate două LED-uri puternice. Când nivelurile logice de la intrările 1 și 2 sunt aceleași (indiferent de 00 sau 11), atunci potențialele de ieșire sunt egale, ambele LED-uri sunt stinse.

La diferite niveluri logice la intrări, microcircuitul funcționează după cum urmează. Dacă una dintre intrări, de exemplu, IN1, are un nivel logic scăzut, atunci ieșirea OUT1 este conectată la un fir comun. Catodul LED-ului HL2 prin rezistorul R2 este, de asemenea, conectat la un fir comun. Tensiunea de la ieșirea OUT2 (dacă există o unitate logică la intrarea IN2) în acest caz depinde de tensiunea de la intrarea V_ref, ceea ce vă permite să reglați luminozitatea LED-ului HL2.

În acest caz, tensiunea V_ref este obținută din impulsurile PWM de la microcontroler folosind circuitul de integrare R1C1, care reglează luminozitatea LED-ului conectat la ieșire. Microcontrolerul controlează, de asemenea, intrările IN1 și IN2, ceea ce vă permite să obțineți o mare varietate de nuanțe de lumină și algoritmi de control cu ​​LED-uri. Rezistența rezistorului R2 este calculată pe baza curentului maxim admisibil al LED-urilor. Cum se face acest lucru va fi descris mai jos.

Figura 4 prezintă structura internă a cipului TA7291P, diagrama bloc al acestuia. Circuitul este preluat direct din fișa de date, deci arată un motor electric ca sarcină.

Figura 4

De diagramă bloc este ușor să urmăriți căile curentului prin sarcină și modul în care sunt controlate tranzistoarele de ieșire. Tranzistoarele sunt pornite în perechi, în diagonală: (stânga sus + dreapta jos) sau (dreapta sus + stânga jos), ceea ce vă permite să schimbați direcția și viteza motorului. În cazul nostru, aprindeți unul dintre LED-uri și controlați-i luminozitatea.

Tranzistoarele inferioare sunt controlate de semnalele IN1, IN2 și sunt proiectate pur și simplu pentru a porni și opri diagonalele podului. Tranzistoarele de sus sunt controlate de semnalul Vref, ele reglează curentul de ieșire. Circuitul de control, prezentat simplu ca un pătrat, conține, de asemenea, un circuit de protecție împotriva scurtcircuitelor și a altor neprevăzute.

În aceste calcule, ca întotdeauna, legea lui Ohm va ajuta. Fie ca datele inițiale pentru calcul să fie următoarele: tensiune de alimentare (U) 12V, curent prin LED (I_HL) 10mA, LED-ul este conectat la o sursă de tensiune fără tranzistori și microcircuite ca indicator pornit. Cădere de tensiune LED (U_HL) 2V.

Atunci este destul de evident că rezistorul de limitare va avea o tensiune (U-U_HL), - LED-ul însuși a „mâncat” doi volți. Atunci rezistența rezistorului limitator va fi

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

Nu uitați de sistemul SI: tensiune în volți, curent în amperi, rezultă în ohmi. Dacă LED-ul este pornit de un tranzistor, atunci în primul paranteză, tensiunea secțiunii colector-emițător a tranzistorului deschis ar trebui să fie scăzută din tensiunea de alimentare. Dar, de regulă, nimeni nu face niciodată acest lucru, aici nu este necesară acuratețea la sutimi de procent și nu va funcționa din cauza răspândirii parametrilor pieselor. Toate calculele din circuitele electronice dau rezultate aproximative, restul trebuie realizat prin depanare și reglare.

LED-uri tricolore

Pe lângă cele bicolore, acestea au devenit recent răspândite. Scopul lor principal este iluminatul decorativ pe scene, la petreceri, la serbarile de Revelion sau la discoteci. Astfel de LED-uri au un pachet cu patru terminale, dintre care unul este un anod sau catod comun, în funcție de modelul specific.

Dar unul sau două LED-uri, chiar și cele trei culori, sunt de puțin folos, așa că trebuie să le combinați în ghirlande și să folosiți tot felul de dispozitive de control, care sunt cel mai adesea numite controlere, pentru a controla ghirlandele.

Asamblarea ghirlandelor de LED-uri individuale este plictisitoare și neinteresantă. Prin urmare, în anul trecut industria a început să producă, precum și benzi bazate pe LED-uri tricolore (RGB). Dacă sunt produse benzi monocolore pentru o tensiune de 12V, atunci tensiunea de funcționare a benzilor cu trei culori este adesea de 24V.

Benzile LED sunt marcate prin tensiune, deoarece conțin deja rezistențe de limitare, astfel încât acestea pot fi conectate direct la o sursă de tensiune. Sursele pentru sunt vândute în același loc cu casetele.

Controlere speciale sunt folosite pentru a controla LED-urile și benzile în trei culori, pentru a crea diverse efecte de iluminare. Cu ajutorul lor, este posibil să comutați pur și simplu LED-urile, să reglați luminozitatea, să creați diverse efecte dinamice, precum și să desenați modele și chiar picturi. Crearea unor astfel de controlere atrage mulți radioamatori, firesc cei care știu să scrie programe pentru microcontrolere.

Cu ajutorul unui LED cu trei culori poți obține aproape orice culoare, deoarece culoarea de pe ecranul televizorului se obține și prin amestecarea doar a trei culori. Aici este oportun să amintim o altă dezvoltare a radioamatorilor japonezi. A ei schema circuitului prezentat în figura 5.

Figura 5. Schema de conexiuni pentru un LED cu trei culori

LED-ul tricolor puternic de 1W conține trei emițători. Cu valorile rezistențelor indicate în diagramă, culoarea strălucirii este albă. Prin selectarea valorilor rezistențelor, este posibilă o anumită modificare a nuanței: de la alb rece la alb cald. În designul autorului, lampa este concepută pentru a ilumina interiorul mașinii. Dacă ei (japonezii) ar fi întristați! Pentru a nu vă face griji cu privire la respectarea polarității, la intrarea dispozitivului este prevăzută o punte de diode. Dispozitivul este montat pe o placă și este prezentat în Figura 6.

Figura 6. Placa de dezvoltare

Următoarea dezvoltare a radioamatorilor japonezi este, de asemenea, de natură auto. Acest dispozitiv pentru iluminarea din spate a numărului, desigur, pe LED-uri albe este prezentat în Figura 7.

Figura 7. Schema dispozitivului pentru iluminarea din spate a plăcuței de înmatriculare pe LED-uri albe

Designul folosește 6 LED-uri puternice superbight cu un curent maxim de 35mA și un flux luminos de 4lm. Pentru a crește fiabilitatea LED-urilor, curentul prin acestea este limitat la 27mA folosind un microcircuit stabilizator de tensiune, inclus în circuitul stabilizator de curent.

LED-urile EL1 ... EL3, rezistența R1 împreună cu cipul DA1 formează un stabilizator de curent. Un curent stabil prin rezistorul R1 menține o cădere de tensiune de 1,25 V pe el. Al doilea grup de LED-uri este conectat la stabilizator prin exact același rezistor R2, astfel încât curentul prin grupul de LED-uri EL4 ... EL6 va fi și el stabilizat la același nivel.

Figura 8 prezintă un circuit convertor pentru alimentarea unui LED alb dintr-o celulă galvanică cu o tensiune de 1,5 V, care în mod clar nu este suficientă pentru a aprinde LED-ul. Circuitul convertor este foarte simplu și este controlat de un microcontroler. De fapt, microcontrolerul are o frecvență a pulsului de aproximativ 40 kHz. Pentru a crește capacitatea de încărcare, ieșirile microcontrolerului sunt conectate în perechi în paralel.

Figura 8

Schema funcționează după cum urmează. Când ieșirile PB1, PB2 sunt scăzute, ieșirile PB0, PB4 sunt înalte. În acest moment, condensatoarele C1, C2 prin diodele VD1, VD2 sunt încărcate până la aproximativ 1,4 V. Când starea ieșirilor controlerului este inversată, la LED se va aplica suma tensiunilor celor doi condensatoare încărcate plus tensiunea bateriei. Astfel, aproape 4,5V vor fi aplicați LED-ului în direcția înainte, ceea ce este suficient pentru a aprinde LED-ul.

Un astfel de convertor poate fi asamblat fără microcontroler, doar pe un cip logic. O astfel de schemă este prezentată în Figura 9.

Figura 9

Pe elementul DD1.1 este asamblat un generator de oscilații dreptunghiulare, a cărui frecvență este determinată de valorile R1, C1. La această frecvență LED-ul va clipi.

Când ieșirea elementului DD1.1 este mare, ieșirea lui DD1.2 este în mod natural ridicată. În acest moment, condensatorul C2 este încărcat prin dioda VD1 de la sursa de alimentare. Calea de încărcare este următoarea: plus sursa de alimentare - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - minus sursa de alimentare. În acest moment, la LED-ul alb este aplicată doar tensiunea bateriei, ceea ce nu este suficient pentru a aprinde LED-ul.

Când nivelul la ieșirea elementului DD1.1 devine scăzut, la ieșirea lui DD1.2 apare un nivel ridicat, ceea ce duce la blocarea diodei VD1. Prin urmare, tensiunea pe condensatorul C2 este adăugată la tensiunea bateriei și această sumă este aplicată rezistorului R1 și LED-ului HL1. Această sumă de tensiuni este suficientă pentru a porni LED-ul HL1. Apoi ciclul se repetă.

Cum se testează un LED

Dacă LED-ul este nou, atunci totul este simplu: terminalul care este puțin mai lung este pozitiv sau anod. El este cel care trebuie inclus în plusul sursei de alimentare, desigur, fără a uita de rezistența de limitare. Dar, în unele cazuri, de exemplu, LED-ul a fost lipit de vechea placă și cablurile sale sunt de aceeași lungime, este necesară o continuitate.

Multimetrele într-o astfel de situație se comportă oarecum de neînțeles. De exemplu, un multimetru DT838 în modul de testare a semiconductorilor poate lumina ușor LED-ul testat, dar pe indicator este afișat o deschidere.

Prin urmare, în unele cazuri, este mai bine să verificați LED-urile conectându-le printr-un rezistor de limitare la sursa de alimentare, așa cum se arată în Figura 10. Valoarea rezistenței este de 200 ... 500 Ohm.

Figura 10. Circuitul de testare LED

Figura 11. Conectarea secvenţială a LED-urilor

Nu este dificil să se calculeze rezistența unui rezistor de limitare. Pentru a face acest lucru, adăugați tensiunea directă peste toate LED-urile, scădeți-o din tensiunea de alimentare și împărțiți restul rezultat la curentul dat.

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

Să presupunem că tensiunea de alimentare este de 12 V, iar căderea de tensiune pe LED-uri este de 2 V, 2,5 V și 1,8 V. Chiar dacă LED-urile sunt luate din aceeași cutie, tot poate exista o astfel de împrăștiere!

În funcție de starea problemei, curentul este de 20mA. Rămâne să înlocuiți toate valorile din formulă și să aflați răspunsul.

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

Figura 12. Conectarea în paralel a LED-urilor

Pe fragmentul din stânga, toate cele trei LED-uri sunt conectate printr-un rezistor de limitare a curentului. Dar de ce este tăiată această schemă, care sunt deficiențele ei?

Aici intră în joc dispersia parametrilor LED. Cel mai mare curent va trece prin LED, care are o cădere de tensiune mai mică, adică mai puțin și rezistență internă. Prin urmare, cu această includere, nu va fi posibilă obținerea unei străluciri uniforme a LED-urilor. Prin urmare, circuitul corect trebuie recunoscut ca fiind circuitul prezentat în Figura 12 din dreapta.

La fabricarea diferitelor structuri electronice, un LED este adesea folosit, de exemplu, în unități pentru indicarea sau semnalizarea funcționării echipamentelor. Probabil că toată lumea a lucrat cu LED-uri indicatoare convenționale, dar nu toată lumea folosește un LED cu două culori cu două fire, deoarece puțini ingineri electronici începători știu despre asta. Prin urmare, voi vorbi puțin despre asta și, bineînțeles, vom conecta un LED cu două culori la o rețea de 220 V AC, deoarece acest subiect, din motive necunoscute pentru mine, prezintă un interes sporit.

Și așa, știm că un LED „normal” trece curentul într-o singură direcție: atunci când anodului i se aplică un plus, iar catodului se aplică un minus din sursa de alimentare. Dacă inversați polaritatea sursei de tensiune, nu va circula niciun curent.

Un LED bicolor cu două fire este format din două diode back-to-back conectate în paralel, plasate într-o carcasă comună. Mai mult, carcasa sau, mai exact, obiectivul are dimensiuni standard și, de asemenea, doar două ieșiri.

Particularitatea este că fiecare cablu al LED-ului servește ca anod al unui LED și catod al celui de-al doilea.

Dacă se aplică un plus unei ieșiri, iar a doua este minus sursa de alimentare, atunci un LED va fi blocat, iar al doilea se va aprinde, de exemplu, verde.

Când polaritatea sursei de alimentare este inversată, LED-ul verde se va stinge, iar cel roșu se va aprinde.

LED-urile bicolore sunt disponibile în următoarele combinații de culori:

- Rosu verde;

- albastru galben;

- verde - chihlimbar;

- Roșu / galben.

Cum se conectează un LED bicolor cu două fire la o rețea de 220 V

Este convenabil să utilizați un astfel de LED pe curent alternativ, deoarece nu este nevoie să utilizați o diodă inversă. Prin urmare, pentru a conecta un LED cu două culori la 220 V AC, este suficient să adăugați doar un rezistor de limitare a curentului.

Ar trebui corectat imediat aici faptul că tensiunea nominală din rețea, este și la priză, începând din octombrie 2015, nu ne mai este familiară 220 V, ci 230 V. Aceste și alte date sunt reflectate în GOST 29433-2014 . Același standard oferă abateri admisibile de la valoarea nominală a tensiunii de 230 V:

- valoare nominala 230 V;

— maxim 253 V (+10%);

- minim 207 V (-10%);

- minim sub sarcină 198 V (-14%).

Pe baza acestor ipoteze, este necesar să se calculeze rezistența rezistorului de limitare a curentului din astfel de considerente încât să nu se supraîncălzească și să circule suficient curent prin LED pentru strălucirea sa normală cu fluctuațiile maxime admisibile de tensiune în rețea.

Calculul rezistenței de limitare a curentului

Prin urmare, deși valoarea nominală a curentului este de 20 mA, vom lua 7 mA \u003d 0,007 A pentru valoarea curentă calculată a LED-ului cu două culori. La această valoare, în mod normal, strălucește, deoarece luminozitatea LED-ului nu este direct proporțională. la curentul care curge prin ea.

Să determinăm rezistența rezistorului de limitare a curentului la o tensiune nominală într-o priză de 230 V:

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

Din seria standard de valori ale rezistenței, selectăm 33 kOhm.

Acum calculăm puterea disipată a rezistorului:

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

Acceptăm o rezistență de 2 wați.

Să recalculăm pentru cazul tensiunii maxime admisibile la o anumită valoare a rezistenței rezistenței:

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.

După cum puteți vedea, cu o creștere a tensiunii cu 10% admisă, curentul va crește și cu 10%, dar disiparea de putere a rezistenței nu va depăși 2 W, deci nu se va supraîncălzi.

Când tensiunea scade cu o valoare acceptabilă, curentul va scădea și el. În acest caz, puterea de disipare a rezistenței va scădea și ea.

De aici concluzia: ca indicator al prezenței unei tensiuni de rețea de 230 V, este suficient să folosiți un LED bicolor cu două fire și un rezistor limitator de curent cu o rezistență de 33 kOhm cu o putere de disipare de 2 W. .

LED-urile multicolore au urmat LED-uri cu două culori „roșu-verde” atunci când progresele tehnologice au făcut posibilă plasarea emițătorilor de culoare albastră pe cristalele lor. Invenția LED-urilor „albastre” și „albe” a închis complet cercul RGB: acum a devenit un indiciu real al oricărei culori a curcubeului în intervalul de lungimi de undă vizibile de 450 ... 680 nm cu orice saturație.

Există mai multe moduri de a obține lumină albă „LED” (și anume „lumină”, deoarece „culoarea” albă nu există în natură).

Prima modalitate - un fosfor galben este aplicat pe suprafața interioară a lentilei LED-ului „albastru”. „Albastru” plus „galben” se adaugă la un ton apropiat de alb. Așa au fost create primele LED-uri „albe” din lume.

A doua modalitate - pe suprafața unui emițător de lumină care funcționează în intervalul ultraviolet de 300 ... 400 nm (radiație invizibilă), sunt aplicate trei straturi de fosfor, respectiv, albastru, verde și roșu. Există o amestecare a componentelor spectrale, ca într-o lampă fluorescentă.

A treia cale este tehnologia ecranelor LCD de televiziune. Pe un substrat, emițătorii „roșu”, „albastru” și „verde” sunt plasați unul lângă celălalt (ca trei pistoale într-un cinescop). Proporțiile de culoare sunt stabilite de curenți diferiți prin fiecare emițător. Amestecarea finală a culorilor până la obținerea unei nuanțe albe se face printr-o lentilă de difuzie a luminii a carcasei.

A patra metodă este implementată în așa-numitele LED-uri „cuantice”, în care punctele „cuantice” roșii, verzi și albastre sau, cu alte cuvinte, nanocristale luminiscente, sunt aplicate pe o placă semiconductoare obișnuită. Aceasta este o direcție promițătoare de economisire a energiei, dar totuși exotică.

Astăzi pentru amatori sunt de interes LED-uri multicolore al treilea tip, având robinete de la trei emițătoare. Acestea pot fi folosite pentru a crea dispozitive de afișare a informațiilor în culori, de exemplu, sub formă de ecrane LED în format TV. Un pixel al unui astfel de ecran poate străluci în albastru (470 nm), verde (526 nm) sau roșu (630 nm). În concluzie, acest lucru vă permite să obțineți aproape același număr de nuanțe ca la monitoarele computerelor.

LED-urile multicolore sunt poli cu patru, opt pini. În primul caz, există trei ieșiri pentru emițători de culori roșu (R), verde (G) și albastru (B), completate de o a patra ieșire a unui catod sau anod comun. În versiunea cu șase pini, trei LED-uri RGB complet independente sau două perechi de două culori: „roșu-albastru”, „verde-albastru” sunt plasate într-o carcasă. LED-urile cu opt pini au în plus un emițător „alb”.

Un punct interesant. S-a dovedit că majoritatea bărbaților percep incorect culoarea în partea roșie a spectrului. Însăși mama natură este de vină pentru acest lucru din cauza genei OPNlLW situată pe cromozomul X. La bărbați, această genă este una, iar la femei există două copii ale ei, care compensează reciproc defectele celuilalt. Manifestare în viața de zi cu zi - femeile, de regulă, disting bine nuanțele purpurie, visiniu și stacojiu, iar pentru mulți bărbați astfel de tonuri par la fel de roșii ... Prin urmare, atunci când proiectați echipamente, ar trebui să evite culorile „conflictuale” și să nu forțeze utilizatorul. să caute diferențe în mici detalii.

Pe Fig. 2.17, a ... și diagramele pentru conectarea LED-urilor multicolore cu patru și șase pini la MK sunt prezentate.

Orez. 2.17. Scheme de conectare pentru LED-uri multicolore la MK (început):

R3* deci o a) curentul prin fiecare dintre cei trei emițători de culori roșu (R), verde (G) și albastru (B) este determinat de rezistențele R2 ... R4 - nu mai mult de 20 ... 25 mA pe MK linia. Rezistorul R1 organizează negativ părere prin curent. Cu ajutorul acestuia, luminozitatea generală a strălucirii este redusă în timp ce porniți simultan trei emițători;

b) similar cu Fig. 2.17, a, dar pentru LED-ul HL1 cu anod comun și cu nivel LOW activ la ieșirile MK;

c) Controlul PWM pe trei canale oferă o gamă completă de culori RGB. Rezistențele rezistențelor R1 ... R3 sunt selectate într-o gamă largă în funcție de senzația subiectivă de culoare a balansului de alb cu trei emițători porniți. Pentru o tranziție uniformă de la o culoare la alta, este necesară o lege de control PWM neliniară. Curentul mediu printr-o linie MK pentru o perioadă PWM nu trebuie să depășească 20 ... 25 mA cu un curent de impuls de cel mult 40 mA;

d) similar cu Fig. 2.17, c, dar pentru LED-ul HL1 cu un anod comun și cu un nivel LOW activ al semnalelor PWM;

e) LED-ul HL1 contine trei emitatoare complet autonome cu cabluri separate de carcasa, ceea ce confera o anumita libertate de actiune. De exemplu, puteți face conectarea indicatoarelor conform schemei atât cu un anod comun, cât și cu un catod comun; O

Despre Fig. 2.17. Scheme pentru conectarea LED-urilor multicolore la MK (sfârșit):

f) simulator LED multicolor. Trei LED-uri convenționale HL1..HL3 de culori roșu, verde și albastru sunt amplasate structural într-o carcasă comună de difuzie a luminii. Pentru o mai bună imitație a originalului, se pot folosi LED-uri SMD de dimensiuni mici;

g) LED-urile multicolore puternice nu pot fi conectate direct la MC, din cauza capacității reduse de încărcare a porturilor. Întrerupătoarele cu tranzistori sunt necesare cu un curent admis de cel puțin 500 mA pentru LED-urile de „un watt” (350 mA) și de cel puțin 1 A pentru LED-urile de „trei wați” (700 mA). Se recomandă alimentarea LED-ului MK și HL1 din diferite surse printr-un regulator de tensiune, astfel încât interferențele de la comutarea unei sarcini puternice să nu interfereze cu programul. Cu o tensiune mare de alimentare a LED-ului HL1, rezistența rezistențelor R4 ... R6 și puterea acestora ar trebui să crească. LED-ul în sine trebuie instalat pe un calorifer de 5 ... 10 cm 2;

h) LED-ul cu șase pini HL1 este controlat de patru linii MK. Prin combinarea nivelurilor LOW/HIGH, pot fi obținute diferite tonuri de culoare. În mod ideal, un amestec de albastru și verde produce cyan, iar un amestec de roșu și verde produce galben;

i) LED-ul HL1 cu 8 pini permite nu numai amestecarea culorilor roșu (R), verde (G), albastru (B), dar și ajustarea saturației acestora prin adăugarea unei componente albe (W). Fiecare dintre emițătorii LED-ului HL1 este proiectat pentru un curent de funcționare de 350 mA, deci este necesar să se prevadă măsuri pentru disiparea eficientă a căldurii de către un radiator metalic.

LED-urile multicolore, sau așa cum sunt numite și RGB, sunt folosite pentru a indica și a crea o lumină de fundal care se schimbă dinamic în culoare. De fapt, nu au nimic special la ele, haideți să vedem cum funcționează și ce sunt LED-urile RGB.

Organizare internă

De fapt, un LED RGB este format din trei cristale de o singură culoare combinate într-un singur pachet. Numele RGB înseamnă Roșu - roșu, Verde - verde, Albastru - albastru, în funcție de culorile pe care le emite fiecare dintre cristale.

Aceste trei culori sunt de bază și orice culoare se formează prin amestecarea lor; această tehnologie a fost folosită de mult timp în televiziune și fotografie. În imaginea de mai sus, puteți vedea strălucirea fiecărui cristal separat.

În această imagine vedeți principiul amestecării culorilor pentru a obține toate nuanțele.

Cristalele din LED-urile RGB pot fi conectate după cum urmează:

Cu anod comun;

Cu un catod comun;

Nu este conectat.

În primele două opțiuni, veți vedea că LED-ul are 4 pini:

Sau 6 concluzii în ultimul caz:

Puteți vedea trei cristale clar vizibile sub obiectiv din fotografie.

Pentru astfel de LED-uri se vând plăcuțe speciale de montare, chiar indică scopul concluziilor.

Nu se poate ignora RGBW - LED-urile, diferența lor constă în faptul că în cazul lor există un alt cristal care emite lumină albă.

Desigur, nu a fost fără benzi cu astfel de LED-uri.

Această imagine prezintă o bandă cu LED-uri RGB, asamblată conform unei scheme anodice comune, intensitatea strălucirii este reglată prin controlul „-” (minus) al sursei de alimentare.

Pentru a schimba culoarea benzii RGB, se folosesc controlere RGB speciale - dispozitive pentru comutarea tensiunii furnizate pe bandă.

Iată pinout-ul RGB SMD5050:

Și nu există panglici, nu există caracteristici speciale pentru lucrul cu panglici RGB, totul rămâne la fel ca la modelele monocrome.

Pentru ei, există și conectori pentru conectarea benzii LED fără lipire.

Iată pinout-ul pentru un LED RGB de 5 mm:

Cum se schimbă culoarea strălucirii

Ajustarea culorii se realizează prin ajustarea luminozității radiației fiecăruia dintre cristale. Ne-am gândit deja.

Controlerul RGB pentru bandă funcționează pe același principiu, are un microprocesor care controlează ieșirea negativă a sursei de alimentare - îl conectează și deconectează de la circuitul culorii corespunzătoare. Controlerul vine de obicei cu o telecomandă. Controlerele vin în diferite capacități, dimensiunea lor depinde de asta, pornind de la o astfel de miniatură.

Da, un dispozitiv atât de puternic într-o carcasă de dimensiunea unei surse de alimentare.

Ele sunt conectate la bandă conform următoarei scheme:

Deoarece secțiunea pistelor de pe bandă nu permite conectarea următoarei secțiuni a benzii în serie cu aceasta, dacă lungimea primei depășește 5 m, trebuie să conectați a doua secțiune cu fire direct de la controlerul RGB.

Dar poți ieși din situație și nu trage încă 4 fire la 5 metri de controler și folosește un amplificator RGB. Pentru funcționarea sa, trebuie să întindeți doar 2 fire (plus și minus 12V) sau să alimentați o altă sursă de alimentare de la cea mai apropiată sursă de 220V, precum și 4 fire de „informații” din segmentul anterior (R, G și B) sunt necesare. pentru a primi comenzi de la controler, astfel încât întreaga structură să strălucească la fel.

Și următorul segment este deja conectat la amplificator, adică. folosește semnalul de la bucata anterioară de bandă. Adică, puteți alimenta banda de la un amplificator care va fi amplasat direct lângă acesta, economisind astfel bani și timp la așezarea firelor de la controlerul RGB principal.

Ajustăm RGB-led cu propriile noastre mâini

Deci, există două opțiuni pentru controlul LED-urilor RGB:

Iată o variantă a circuitului fără utilizarea arduinului și a altor microcontrolere, folosind trei drivere CAT4101 capabile să furnizeze curent de până la 1A.

Cu toate acestea, acum controlerele sunt destul de ieftine și, dacă trebuie să ajustați banda LED, atunci este mai bine să cumpărați o versiune gata făcută. Circuitele cu arduino sunt mult mai simple, mai ales că poți scrie o schiță cu care fie vei seta manual culoarea, fie selecția culorilor va fi automată în conformitate cu algoritmul dat.

Concluzie

RGB-LED-urile vă permit să faceți efecte de iluminare interesante sunt utilizate în designul interior, ca lumină de fundal pentru aparatele de uz casnic, pentru efectul de extindere a ecranului televizorului. Nu există diferențe speciale atunci când lucrați cu ele față de LED-urile obișnuite.