Δίχρωμο LED με δύο εξόδους. RGB-led: πώς λειτουργούν, εσωτερικά, πώς να συνδεθείτε, RGB-led και Arduino Πώς να δοκιμάσετε ένα LED

Τα πολύχρωμα LED, ή όπως ονομάζονται επίσης RGB, χρησιμοποιούνται για να υποδείξουν και να δημιουργήσουν έναν οπίσθιο φωτισμό που αλλάζει δυναμικά σε χρώμα. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερο σε αυτά, ας δούμε πώς λειτουργούν και τι είναι τα LED RGB.

Εσωτερική οργάνωση

Στην πραγματικότητα, ένα RGB LED είναι τρεις μονόχρωμοι κρύσταλλοι συνδυασμένοι σε μία συσκευασία. Το όνομα RGB σημαίνει Κόκκινο - κόκκινο, Πράσινο - πράσινο, Μπλε - μπλε, σύμφωνα με τα χρώματα που εκπέμπει ο καθένας από τους κρυστάλλους.

Αυτά τα τρία χρώματα είναι βασικά και κάθε χρώμα σχηματίζεται με την ανάμειξή τους· αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό στην τηλεόραση και τη φωτογραφία. Στην παραπάνω εικόνα, μπορείτε να δείτε τη λάμψη κάθε κρυστάλλου ξεχωριστά.

Σε αυτή την εικόνα βλέπετε την αρχή της ανάμειξης των χρωμάτων για να λάβετε όλες τις αποχρώσεις.

Οι κρύσταλλοι σε RGB LED μπορούν να συνδεθούν ως εξής:

Με κοινή άνοδο?

Με κοινή κάθοδο?

Μη συνδεδεμένο.

Στις δύο πρώτες επιλογές, θα δείτε ότι το LED έχει 4 ακίδες:

Ή 6 συμπεράσματα στην τελευταία περίπτωση:

Μπορείτε να δείτε τρεις κρυστάλλους σαφώς ορατούς κάτω από τον φακό στη φωτογραφία.

Για τέτοιες λυχνίες LED, πωλούνται ειδικά μαξιλαράκια στερέωσης, υποδεικνύουν ακόμη και τον σκοπό των συμπερασμάτων.

Δεν μπορεί κανείς να αγνοήσει τα RGBW - LED, η διαφορά τους έγκειται στο γεγονός ότι στην περίπτωσή τους υπάρχει άλλος κρύσταλλος που εκπέμπει λευκό φως.

Φυσικά, δεν ήταν χωρίς ταινίες με τέτοια LED.

Αυτή η εικόνα δείχνει μια λωρίδα με LED RGB, συναρμολογημένη σύμφωνα με ένα κοινό σχήμα ανόδου, η ένταση λάμψης ρυθμίζεται ελέγχοντας το "-" (μείον) της πηγής ισχύος.

Για να αλλάξετε το χρώμα της ταινίας RGB, χρησιμοποιούνται ειδικοί ελεγκτές RGB - συσκευές για την εναλλαγή της τάσης που παρέχεται στην ταινία.

Εδώ είναι το pinout RGB SMD5050:

Και δεν υπάρχουν κορδέλες, δεν υπάρχουν ειδικές δυνατότητες για εργασία με κορδέλες RGB, όλα παραμένουν ίδια όπως στα μονόχρωμα μοντέλα.

Για αυτούς, υπάρχουν επίσης σύνδεσμοι για τη σύνδεση της λωρίδας LED χωρίς συγκόλληση.

Εδώ είναι το pinout για ένα LED RGB 5 mm:

Πώς αλλάζει το χρώμα της λάμψης

Η ρύθμιση χρώματος πραγματοποιείται ρυθμίζοντας τη φωτεινότητα της ακτινοβολίας καθενός από τους κρυστάλλους. Έχουμε ήδη σκεφτεί.

Ο ελεγκτής RGB για την ταινία λειτουργεί με την ίδια αρχή, έχει έναν μικροεπεξεργαστή που ελέγχει την αρνητική έξοδο του τροφοδοτικού - το συνδέει και αποσυνδέει από το κύκλωμα του αντίστοιχου χρώματος. Το χειριστήριο συνήθως συνοδεύεται από τηλεχειριστήριο. Οι ελεγκτές έρχονται σε διαφορετικές χωρητικότητες, το μέγεθός τους εξαρτάται από αυτό, ξεκινώντας από μια τέτοια μινιατούρα.

Ναι, μια τόσο ισχυρή συσκευή σε μια θήκη στο μέγεθος ενός τροφοδοτικού.

Συνδέονται με την ταινία σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Δεδομένου ότι το τμήμα των κομματιών στην ταινία δεν επιτρέπει τη σύνδεση του επόμενου τμήματος της ταινίας σε σειρά με αυτό, εάν το μήκος του πρώτου υπερβαίνει τα 5 m, πρέπει να συνδέσετε το δεύτερο τμήμα με καλώδια απευθείας από τον ελεγκτή RGB.

Αλλά μπορείτε να ξεφύγετε από την κατάσταση και να μην τραβήξετε επιπλέον 4 καλώδια 5 μέτρα από τον ελεγκτή και να χρησιμοποιήσετε έναν ενισχυτή RGB. Για τη λειτουργία του, πρέπει να τεντώσετε μόνο 2 καλώδια (συν και πλην 12 V) ή να τροφοδοτήσετε ένα άλλο τροφοδοτικό από την πλησιέστερη πηγή 220 V, καθώς και 4 καλώδια "πληροφοριών" από το προηγούμενο τμήμα (R, G και B) που χρειάζονται. να λαμβάνει εντολές από τον ελεγκτή, έτσι ώστε ολόκληρη η δομή να λάμπει με τον ίδιο τρόπο.

Και το επόμενο τμήμα είναι ήδη συνδεδεμένο με τον ενισχυτή, δηλ. χρησιμοποιεί το σήμα από το προηγούμενο κομμάτι της ταινίας. Δηλαδή, μπορείτε να τροφοδοτήσετε την ταινία από έναν ενισχυτή που θα βρίσκεται ακριβώς δίπλα της, εξοικονομώντας έτσι χρήματα και χρόνο για την τοποθέτηση καλωδίων από τον κύριο ελεγκτή RGB.

Ρυθμίζουμε το RGB-led με τα χέρια μας

Έτσι, υπάρχουν δύο επιλογές για τον έλεγχο των LED RGB:

Εδώ είναι μια παραλλαγή του κυκλώματος χωρίς τη χρήση arduin και άλλων μικροελεγκτών, που χρησιμοποιεί τρία προγράμματα οδήγησης CAT4101 ικανά να παρέχουν ρεύμα έως και 1Α.

Ωστόσο, τώρα οι ελεγκτές είναι αρκετά φθηνοί και εάν πρέπει να ρυθμίσετε τη λωρίδα LED, τότε είναι καλύτερο να αγοράσετε μια έτοιμη έκδοση. Τα κυκλώματα Arduino είναι πολύ πιο απλά, ειδικά επειδή μπορείτε να γράψετε ένα σκίτσο με το οποίο είτε θα ορίσετε χειροκίνητα το χρώμα είτε η επιλογή χρώματος θα είναι αυτόματη σύμφωνα με τον καθορισμένο αλγόριθμο.

συμπέρασμα

Τα RGB-LED σάς επιτρέπουν να κάνετε ενδιαφέροντα εφέ φωτισμού που χρησιμοποιούνται στην εσωτερική διακόσμηση, ως οπίσθιος φωτισμός για οικιακές συσκευές, για το αποτέλεσμα της επέκτασης της οθόνης της τηλεόρασης. Δεν υπάρχουν ιδιαίτερες διαφορές όταν εργάζεστε μαζί τους από τα συνηθισμένα LED.

Η περιοχή σας:

Παραλαβή από το γραφείο

Παραλαβή από το γραφείο στη Μόσχα

• Το γραφείο βρίσκεται σε απόσταση 5 λεπτών με τα πόδια από το σταθμό Taganskaya του μετρό, στη λωρίδα Bolshoy Drovyanoy 6.
• Εάν τοποθετηθεί πριν τις 15:00 μιας καθημερινής, η παραγγελία μπορεί να παραληφθεί μετά τις 17:00 την ίδια ημέρα, διαφορετικά - την επόμενη εργάσιμη ημέρα μετά τις 17:00. Θα καλέσουμε και θα επιβεβαιώσουμε την ετοιμότητα της παραγγελίας.
• Μπορείτε να λάβετε μια παραγγελία από τις 10:00 έως τις 21:00 επτά ημέρες την εβδομάδα αφού είναι έτοιμη. Η παραγγελία θα σας περιμένει 3 εργάσιμες ημέρες. Εάν θέλετε να παρατείνετε την περίοδο αποθήκευσης, απλώς γράψτε ή καλέστε.
• Σημειώστε τον αριθμό της παραγγελίας σας πριν την επισκεφτείτε. Απαιτείται κατά την παραλαβή.
• Για να φτάσετε σε εμάς, παρουσιάστε το διαβατήριό σας στην είσοδο, πείτε ότι βρίσκεστε στην Αμπέρκα και πάρτε το ασανσέρ στον 3ο όροφο.

• δωρεάν

Παράδοση με courier στη Μόσχα

Παράδοση με courier στη Μόσχα

• Παραδίδουμε την επόμενη μέρα κατά την παραγγελία πριν τις 20:00, διαφορετικά - την επόμενη μέρα.
• Οι ταχυμεταφορές εργάζονται από Δευτέρα έως Σάββατο, από τις 10:00 έως τις 22:00.
• Μπορείτε να πληρώσετε για την παραγγελία σε μετρητά κατά την παραλαβή ή ηλεκτρονικά κατά την υποβολή μιας παραγγελίας.

• 250 ₽

Παράδοση στο σημείο παραλαβής

Παράδοση στο PickPoint

• σημείο επιλογής.
• Μπορείτε να πληρώσετε για την παραγγελία σε μετρητά κατά την παραλαβή ή ηλεκτρονικά κατά την υποβολή μιας παραγγελίας.

• 240 ₽

Παράδοση με courier στην Αγία Πετρούπολη

Παράδοση με courier στην Αγία Πετρούπολη

• Παραδίδουμε κάθε δεύτερη μέρα εάν παραγγελθεί πριν τις 20:00, διαφορετικά - σε δύο ημέρες.
• Οι ταχυμεταφορές εργάζονται από Δευτέρα έως Σάββατο, από τις 11:00 έως τις 22:00.
• Όταν συμφωνείτε για μια παραγγελία, μπορείτε να επιλέξετε ένα διάστημα παράδοσης τριών ωρών (το νωρίτερο είναι από τις 12:00 έως τις 15:00).
• Μπορείτε να πληρώσετε για την παραγγελία σε μετρητά κατά την παραλαβή ή ηλεκτρονικά κατά την υποβολή μιας παραγγελίας.

• 350 ₽

Παράδοση στο σημείο παραλαβής

Παράδοση στο PickPoint

• Η παράδοση σε ένα σημείο παραλαβής είναι ένας σύγχρονος, βολικός και γρήγορος τρόπος για να λάβετε την παραγγελία σας χωρίς να καλέσετε και να πιάσετε κούριερ.
• Το σημείο παραλαβής είναι ένα περίπτερο με ένα άτομο ή μια σειρά από σιδερένια κουτιά. Τοποθετούνται σε σούπερ μάρκετ, κέντρα γραφείων και άλλα δημοφιλή μέρη. Η παραγγελία σας θα γίνει στο σημείο που θα επιλέξετε.
• Μπορείτε να βρείτε το πιο κοντινό σας σημείο στον χάρτη PickPoint.
• Χρόνος παράδοσης - από 1 έως 8 ημέρες ανάλογα με την πόλη. Για παράδειγμα, στη Μόσχα είναι 1-2 ημέρες. Πετρούπολη - 2-3 ημέρες.
• Όταν η παραγγελία φτάσει στο σημείο παραλαβής, θα λάβετε ένα SMS με έναν κωδικό για να τη λάβετε.
• Σε οποιαδήποτε βολική στιγμή εντός τριών ημερών, μπορείτε να έρθετε στο σημείο και να χρησιμοποιήσετε τον κωδικό από SMS για να λάβετε μια παραγγελία.
• Μπορείτε να πληρώσετε για την παραγγελία σε μετρητά κατά την παραλαβή ή ηλεκτρονικά κατά την υποβολή μιας παραγγελίας.
• Κόστος παράδοσης - από 240 ρούβλια, ανάλογα με την πόλη και το μέγεθος της παραγγελίας. Υπολογίζεται αυτόματα κατά το ταμείο.

• 240 ₽

Παράδοση στο σημείο παραλαβής

Παράδοση στο PickPoint

• Η παράδοση σε ένα σημείο παραλαβής είναι ένας σύγχρονος, βολικός και γρήγορος τρόπος για να λάβετε την παραγγελία σας χωρίς να καλέσετε και να πιάσετε κούριερ.
• Το σημείο παραλαβής είναι ένα περίπτερο με ένα άτομο ή μια σειρά από σιδερένια κουτιά. Τοποθετούνται σε σούπερ μάρκετ, κέντρα γραφείων και άλλα δημοφιλή μέρη. Η παραγγελία σας θα γίνει στο σημείο που θα επιλέξετε.
• Μπορείτε να βρείτε το πιο κοντινό σας σημείο στον χάρτη PickPoint.
• Χρόνος παράδοσης - από 1 έως 8 ημέρες ανάλογα με την πόλη. Για παράδειγμα, στη Μόσχα είναι 1-2 ημέρες. Πετρούπολη - 2-3 ημέρες.
• Όταν η παραγγελία φτάσει στο σημείο παραλαβής, θα λάβετε ένα SMS με έναν κωδικό για να τη λάβετε.
• Σε οποιαδήποτε βολική στιγμή εντός τριών ημερών, μπορείτε να έρθετε στο σημείο και να χρησιμοποιήσετε τον κωδικό από SMS για να λάβετε μια παραγγελία.
• Μπορείτε να πληρώσετε για την παραγγελία σε μετρητά κατά την παραλαβή ή ηλεκτρονικά κατά την υποβολή μιας παραγγελίας.
• Κόστος παράδοσης - από 240 ρούβλια, ανάλογα με την πόλη και το μέγεθος της παραγγελίας. Υπολογίζεται αυτόματα κατά το ταμείο.

Αποστολή με Russian Post

Ταχυδρομείο

• Η παράδοση πραγματοποιείται στο πλησιέστερο ταχυδρομείο. κλαδια δεντρουσε οποιαδήποτε τοποθεσία Ρωσία.
• Το τιμολόγιο και ο χρόνος παράδοσης υπαγορεύονται από τη Russian Post. Κατά μέσο όρο, ο χρόνος αναμονής είναι 2 εβδομάδες.
• Μεταφέρουμε την παραγγελία στα Russian Post εντός δύο εργάσιμων ημερών.
• Μπορείτε να πληρώσετε για την παραγγελία με μετρητά κατά την παραλαβή (αντικαταβολή) ή ηλεκτρονικά κατά την υποβολή της παραγγελίας.
• Το κόστος υπολογίζεται αυτόματα κατά τη διάρκεια της παραγγελίας και κατά μέσο όρο πρέπει να είναι περίπου 400 ρούβλια.

Παράδοση μέσω EMS

Τα πολύχρωμα LED ακολούθησαν τα δίχρωμα "κόκκινο-πράσινα" LED όταν η πρόοδος της τεχνολογίας κατέστησε δυνατή την τοποθέτηση πομπών μπλε χρώματος στους κρυστάλλους τους. Η εφεύρεση των "μπλε" και "λευκών" LED έκλεισε εντελώς τον κύκλο RGB: τώρα έχει γίνει μια πραγματική ένδειξη οποιουδήποτε χρώματος του ουράνιου τόξου στο ορατό εύρος μήκους κύματος των 450 ... 680 nm με οποιονδήποτε κορεσμό.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να αποκτήσετε λευκό φως "LED" (δηλαδή, "φως", αφού το λευκό "χρώμα" δεν υπάρχει στη φύση).

Ο πρώτος τρόπος - ένας κίτρινος φώσφορος εφαρμόζεται στην εσωτερική επιφάνεια του φακού του "μπλε" LED. Το "μπλε" συν το "κίτρινο" προσθέτει έναν τόνο κοντά στο λευκό. Έτσι δημιουργήθηκαν τα πρώτα «λευκά» LED στον κόσμο.

Ο δεύτερος τρόπος - στην επιφάνεια ενός πομπού φωτός που λειτουργεί στην υπεριώδη περιοχή των 300 ... 400 nm (αόρατη ακτινοβολία), εφαρμόζονται τρία στρώματα φωσφόρου, αντίστοιχα, μπλε, πράσινο και κόκκινο. Υπάρχει ανάμειξη των φασματικών συστατικών, όπως σε μια λάμπα φθορισμού.

Ο τρίτος τρόπος είναι η τεχνολογία των οθονών LCD τηλεόρασης. Σε ένα υπόστρωμα, "κόκκινοι", "μπλε" και "πράσινοι" πομποί είναι τοποθετημένοι ο ένας κοντά στον άλλο (σαν τρία πιστόλια σε ένα κινοσκόπιο). Οι αναλογίες χρωμάτων καθορίζονται από διαφορετικά ρεύματα σε κάθε πομπό. Η τελική ανάμειξη των χρωμάτων μέχρι να ληφθεί μια λευκή απόχρωση γίνεται από έναν φακό διάχυσης φωτός του περιβλήματος.

Η τέταρτη μέθοδος εφαρμόζεται στα λεγόμενα «κβαντικά» LED, στα οποία κόκκινες, πράσινες και μπλε «κβαντικές» κουκκίδες ή, με άλλα λόγια, φωταυγείς νανοκρύσταλλοι, εφαρμόζονται σε μια κοινή γκοφρέτα ημιαγωγών. Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση εξοικονόμησης ενέργειας, αλλά εξακολουθεί να είναι εξωτική.

Μέχρι σήμερα, για ερασιτεχνική πρακτική, ενδιαφέρον παρουσιάζουν πολύχρωμα LED του τρίτου τύπου, με βρύσες από τρεις εκπομπούς. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία έγχρωμων συσκευών προβολής πληροφοριών, για παράδειγμα, με τη μορφή οθονών LED με μορφή τηλεόρασης. Ένα pixel μιας τέτοιας οθόνης μπορεί να λάμπει σε μπλε (470 nm), πράσινο (526 nm) ή κόκκινο (630 nm). Συνολικά, αυτό σας επιτρέπει να έχετε σχεδόν τον ίδιο αριθμό αποχρώσεων όπως στις οθόνες υπολογιστών.

Τα πολύχρωμα LED είναι τεσσάρων και οκτώ ακίδων. Στην πρώτη περίπτωση, υπάρχουν τρεις έξοδοι για εκπομπούς χρωμάτων κόκκινου (R), πράσινου (G) και μπλε (Β), που συμπληρώνονται από μια τέταρτη έξοδο μιας κοινής καθόδου ή ανόδου. Στην έκδοση έξι ακίδων, τρία εντελώς ανεξάρτητα RGB LED ή δύο ζεύγη δύο χρωμάτων: "κόκκινο-μπλε", "πράσινο-μπλε" τοποθετούνται σε ένα περίβλημα. Τα LED οκτώ ακίδων έχουν επιπλέον έναν "λευκό" πομπό.

Ένα ενδιαφέρον σημείο. Έχει αποδειχθεί ότι οι περισσότεροι άνδρες αντιλαμβάνονται ανακριβώς το χρώμα στο κόκκινο μέρος του φάσματος. Η ίδια η μητέρα φύση ευθύνεται για αυτό λόγω του γονιδίου OPNlLW που βρίσκεται στο χρωμόσωμα Χ. Στους άνδρες, αυτό το γονίδιο είναι ένα και στις γυναίκες υπάρχουν δύο αντίγραφά του, τα οποία αντισταθμίζουν αμοιβαία τα ελαττώματα του άλλου. Εκδήλωση στην καθημερινή ζωή - οι γυναίκες, κατά κανόνα, διακρίνουν καλά τις βυσσινί, μπορντό και κόκκινες αποχρώσεις και για πολλούς άνδρες τέτοιοι τόνοι φαίνονται εξίσου κόκκινοι ... Επομένως, όταν σχεδιάζετε εξοπλισμό, πρέπει να αποφεύγετε τα "συγκρουσιακά" χρώματα και να μην πιέζετε τον χρήστη για να αναζητήσετε διαφορές σε μικρές λεπτομέρειες.

Στο Σχ. 2.17, ένα ... και διαγράμματα για τη σύνδεση LED πολλαπλών χρωμάτων τεσσάρων και έξι ακίδων στο MK εμφανίζονται.

Ρύζι. 2.17. Σχέδια σύνδεσης για πολύχρωμα LED στο MK (αρχή):

R3* οπότε o α) το ρεύμα μέσω καθενός από τους τρεις εκπομπούς των χρωμάτων κόκκινου (R), πράσινου (G) και μπλε (B) καθορίζεται από τις αντιστάσεις R2 ... R4 - όχι περισσότερο από 20 ... 25 mA ανά MK γραμμή. Η αντίσταση R1 οργανώνει την αρνητική ανάδραση ρεύματος. Με τη βοήθειά του, η συνολική φωτεινότητα της λάμψης μειώνεται ενώ ταυτόχρονα ενεργοποιούνται τρεις πομποί ταυτόχρονα.

β) παρόμοια με το Σχ. 2.17, a, αλλά για το LED HL1 με κοινή άνοδο και με ενεργό επίπεδο LOW στις εξόδους MK.

γ) Ο έλεγχος PWM τριών καναλιών παρέχει πλήρη χρωματική γκάμα RGB. Οι αντιστάσεις των αντιστάσεων R1 ... R3 επιλέγονται σε ένα ευρύ φάσμα σύμφωνα με την υποκειμενική αίσθηση χρώματος της ισορροπίας λευκού με τρεις εκπομπούς ενεργοποιημένους. Για μια ομοιόμορφη μετάβαση από το ένα χρώμα στο άλλο, απαιτείται ένας μη γραμμικός νόμος ελέγχου PWM. Το μέσο ρεύμα μέσω μιας γραμμής MK για μία περίοδο PWM δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 20 ... 25 mA με ρεύμα παλμού όχι μεγαλύτερο από 40 mA.

δ) παρόμοια με το Σχ. 2.17, c, αλλά για το LED HL1 με κοινή άνοδο και με ενεργό LOW επίπεδο σημάτων PWM.

ε) το HL1 LED περιέχει τρεις εντελώς αυτόνομους εκπομπούς με ξεχωριστά καλώδια από το περίβλημα, γεγονός που δίνει μια ορισμένη ελευθερία δράσης. Για παράδειγμα, μπορείτε να κάνετε τη σύνδεση των δεικτών σύμφωνα με το σχήμα τόσο με μια κοινή άνοδο όσο και μια κοινή κάθοδο. ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ

Σχετικά με το Σχ. 2.17. Σχέδια σύνδεσης πολύχρωμων LED στο MK (τέλος):

στ) Πολύχρωμος προσομοιωτής LED. Τρεις συμβατικές λυχνίες LED HL1..HL3 σε κόκκινο, πράσινο και μπλε χρώμα τοποθετούνται δομικά σε ένα κοινό περίβλημα διάχυσης φωτός. Για καλύτερη απομίμηση του αρχικού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρού μεγέθους SMD LED.

ζ) τα ισχυρά πολύχρωμα LED δεν μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο MC, λόγω της χαμηλής χωρητικότητας φορτίου των θυρών. Απαιτούνται διακόπτες τρανζίστορ με επιτρεπόμενο ρεύμα τουλάχιστον 500 mA για LED "ενός Watt" (350 mA) και τουλάχιστον 1 A για LED "τριών Watt" (700 mA). Συνιστάται η τροφοδοσία του MK και του HL1 LED από διαφορετικές πηγές μέσω ενός ρυθμιστή τάσης, έτσι ώστε οι παρεμβολές από την εναλλαγή ισχυρού φορτίου να μην παρεμποδίζουν το πρόγραμμα. Με υψηλή τάση τροφοδοσίας του HL1 LED, η αντίσταση των αντιστάσεων R4 ... R6 και η ισχύς τους θα πρέπει να αυξηθεί. Το ίδιο το LED πρέπει να εγκατασταθεί σε ψυγείο 5 ... 10 cm 2.

η) έξι ακίδων LED HL1 ελέγχεται από τέσσερις γραμμές MK. Με το συνδυασμό των επιπέδων LOW/HIGH, μπορούν να επιτευχθούν διαφορετικοί χρωματικοί τόνοι. Στην ιδανική περίπτωση, ένα μείγμα μπλε και πράσινου παράγει κυανό και ένα μείγμα κόκκινου και πράσινου παράγει κίτρινο.

i) το LED HL1 8 ακίδων επιτρέπει όχι μόνο την ανάμειξη των χρωμάτων κόκκινο (R), πράσινο (G), μπλε (B), αλλά και τη ρύθμιση του κορεσμού τους με την προσθήκη ενός λευκού συστατικού (W). Κάθε ένας από τους εκπομπούς του HL1 LED έχει σχεδιαστεί για ρεύμα λειτουργίας 350 mA, επομένως είναι απαραίτητο να προβλέπονται μέτρα για αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας από ένα μεταλλικό καλοριφέρ.

Όλοι είναι εξοικειωμένοι με τα LED. Χωρίς αυτούς, η σύγχρονη τεχνολογία είναι απλά αδιανόητη. Αυτά είναι φώτα και λαμπτήρες LED, ένδειξη τρόπων λειτουργίας διαφόρων οικιακών συσκευών, οπίσθιος φωτισμός οθονών οθονών υπολογιστών, τηλεοράσεων και πολλά άλλα πράγματα που δεν μπορείτε να θυμηθείτε αμέσως. Όλες αυτές οι συσκευές περιέχουν LED στο ορατό εύρος ακτινοβολίας διαφόρων χρωμάτων: κόκκινο, πράσινο, μπλε (RGB), κίτρινο, λευκό. Οι σύγχρονες τεχνολογίες σας επιτρέπουν να πάρετε σχεδόν οποιοδήποτε χρώμα.

Εκτός από τις διόδους εκπομπής ορατού φωτός, υπάρχουν δίοδοι εκπομπής υπέρυθρου και υπεριώδους φωτός. Ο κύριος τομέας εφαρμογής τέτοιων LED είναι οι συσκευές αυτοματισμού και ελέγχου. Αρκετά για να θυμάστε. Αν τα πρώτα μοντέλα τηλεχειριστηρίου χρησιμοποιήθηκαν αποκλειστικά για τον έλεγχο τηλεοράσεων, τώρα ελέγχουν επιτοίχιες θερμάστρες, κλιματιστικά, ανεμιστήρες, ακόμη και συσκευές κουζίνας, όπως κατσαρόλες πολλαπλών κουζινών και ψωμιού.

Τι είναι λοιπόν ένα LED;

Στην πραγματικότητα, δεν διαφέρει πολύ από το συνηθισμένο - όλες οι ίδιες συνδέσεις p-n και η ίδια βασική ιδιότητα της μονόπλευρης αγωγιμότητας. Καθώς μελετήθηκε η σύνδεση p-n, αποδείχθηκε ότι εκτός από τη μονόπλευρη αγωγιμότητα, αυτή ακριβώς η διασταύρωση έχει αρκετές πρόσθετες ιδιότητες. Στην πορεία της εξέλιξης της τεχνολογίας ημιαγωγών, αυτές οι ιδιότητες έχουν μελετηθεί, αναπτυχθεί και βελτιωθεί.

Μεγάλη συνεισφορά στην ανάπτυξη των ημιαγωγών είχε ο Σοβιετικός ραδιοφυσικός (1903 - 1942). Το 1919 μπήκε στο διάσημο και ακόμη γνωστό εργαστήριο ραδιοφώνου του Νίζνι Νόβγκοροντ και από το 1929 εργάστηκε στο Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας του Λένινγκραντ. Μία από τις δραστηριότητες του επιστήμονα ήταν η μελέτη μιας αδύναμης, ελάχιστα αισθητής, λάμψης κρυστάλλων ημιαγωγών. Σε αυτό το εφέ λειτουργούν όλα τα σύγχρονα LED.

Αυτή η ασθενής λάμψη εμφανίζεται όταν το ρεύμα διέρχεται μέσω της διασταύρωσης p-n προς την εμπρός κατεύθυνση. Προς το παρόν όμως, αυτό το φαινόμενο έχει μελετηθεί και βελτιωθεί τόσο πολύ που η φωτεινότητα ορισμένων LED είναι τέτοια που μπορείς απλά να τυφλωθείς.

Η χρωματική γκάμα των LED είναι πολύ μεγάλη, σχεδόν όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου. Αλλά το χρώμα δεν λαμβάνεται καθόλου αλλάζοντας το χρώμα του περιβλήματος LED. Αυτό επιτυγχάνεται με την προσθήκη προσμείξεων στη διασταύρωση p-n. Για παράδειγμα, η εισαγωγή μικρής ποσότητας φωσφόρου ή αλουμινίου καθιστά δυνατή τη λήψη χρωμάτων κόκκινων και κίτρινων αποχρώσεων, ενώ το γάλλιο και το ίνδιο εκπέμπουν φως από πράσινο σε μπλε. Το περίβλημα του LED μπορεί να είναι διαφανές ή ματ, εάν το περίβλημα είναι έγχρωμο, τότε αυτό είναι απλώς ένα φίλτρο φωτός που αντιστοιχεί στο χρώμα της λάμψης της διασταύρωσης p-n.

Ένας άλλος τρόπος για να αποκτήσετε το επιθυμητό χρώμα είναι η εισαγωγή ενός φωσφόρου. Ο φώσφορος είναι μια ουσία που παράγει ορατό φως όταν εκτίθεται σε άλλη ακτινοβολία, ακόμα και στο υπέρυθρο. Ένα κλασικό παράδειγμα αυτού είναι οι λαμπτήρες φθορισμού. Στην περίπτωση των LED, ένα λευκό χρώμα αποκτάται με την προσθήκη ενός φωσφόρου σε έναν μπλε κρύσταλλο λάμψης.

Για να αυξήσετε την ένταση της ακτινοβολίας, σχεδόν όλα τα LED διαθέτουν φακό εστίασης. Συχνά, το άκρο ενός διαφανούς σώματος, το οποίο έχει σφαιρικό σχήμα, χρησιμοποιείται ως φακός. Στα υπέρυθρα LED, ο φακός μερικές φορές φαίνεται αδιαφανής, καπνιστός γκρι. Αν και πρόσφατα έχουν παραχθεί υπέρυθρες λυχνίες LED απλά σε διάφανη θήκη, αυτές είναι αυτές που χρησιμοποιούνται σε διάφορα τηλεχειριστήρια.

Δίχρωμα LED

Επίσης γνωστό σχεδόν σε όλους. Για παράδειγμα, ένας φορτιστής για ένα κινητό τηλέφωνο: ενώ η φόρτιση βρίσκεται σε εξέλιξη, η ένδειξη ανάβει με κόκκινο χρώμα και όταν ολοκληρωθεί η φόρτιση, πράσινη. Αυτή η ένδειξη είναι δυνατή λόγω της ύπαρξης δίχρωμων LED, τα οποία μπορεί να είναι διαφορετικών τύπων. Ο πρώτος τύπος είναι LED τριών ακίδων. Το ένα περίβλημα περιέχει δύο LED, για παράδειγμα, πράσινο και κόκκινο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Εικόνα 1. Διάγραμμα καλωδίωσης για δίχρωμο LED

Το σχήμα δείχνει ένα θραύσμα ενός κυκλώματος με δίχρωμο LED. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται ένα LED τριών ακίδων με κοινή κάθοδο (υπάρχουν και κοινές άνοδοι) και η σύνδεσή του με. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να ενεργοποιήσετε είτε το ένα είτε το άλλο LED ή και τα δύο ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, θα είναι κόκκινο ή πράσινο και όταν ανάβετε δύο LED ταυτόχρονα, παίρνετε κίτρινο. Εάν χρησιμοποιείτε ταυτόχρονα διαμόρφωση PWM για να ρυθμίσετε τη φωτεινότητα κάθε LED, μπορείτε να λάβετε πολλές ενδιάμεσες αποχρώσεις.

Σε αυτό το κύκλωμα, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στο γεγονός ότι οι περιοριστικές αντιστάσεις περιλαμβάνονται ξεχωριστά για κάθε LED, αν και φαίνεται ότι μπορεί να απαλλαγεί από αυτό συμπεριλαμβάνοντάς το σε μια κοινή έξοδο. Αλλά με αυτήν τη συμπερίληψη, η φωτεινότητα των LED θα αλλάξει όταν ένα ή δύο LED είναι ενεργοποιημένα.

Ποια τάση χρειάζεται για το LED Αυτή η ερώτηση μπορεί να ακούγεται αρκετά συχνά, τίθεται από όσους δεν είναι εξοικειωμένοι με τις ιδιαιτερότητες της λειτουργίας του LED ή απλά από άτομα που είναι πολύ μακριά από την ηλεκτρική ενέργεια. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να εξηγήσουμε ότι το LED είναι μια συσκευή που ελέγχεται από το ρεύμα και όχι από την τάση. Μπορείτε να ενεργοποιήσετε τη λυχνία LED τουλάχιστον 220 V, αλλά το ρεύμα που τη διέρχεται δεν πρέπει να υπερβαίνει το μέγιστο επιτρεπόμενο. Αυτό επιτυγχάνεται με τη σύνδεση μιας αντίστασης έρματος σε σειρά με το LED.

Ωστόσο, θυμόμαστε την τάση, θα πρέπει να σημειωθεί ότι παίζει επίσης μεγάλο ρόλο, επειδή τα LED έχουν μεγάλη τάση προς τα εμπρός. Εάν για μια συμβατική δίοδο πυριτίου αυτή η τάση είναι της τάξης των 0,6 ... 0,7 V, τότε για ένα LED αυτό το όριο ξεκινά από δύο βολτ και άνω. Επομένως, από τάση 1,5 V, το LED δεν μπορεί να ανάψει.

Αλλά με αυτήν την συμπερίληψη, δηλαδή 220 V, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η αντίστροφη τάση του LED είναι αρκετά μικρή, όχι περισσότερο από μερικές δεκάδες βολτ. Επομένως, λαμβάνονται ειδικά μέτρα για την προστασία του LED από υψηλή αντίστροφη τάση. Ο ευκολότερος τρόπος είναι η αντίθετη - παράλληλη σύνδεση μιας προστατευτικής διόδου, η οποία μπορεί επίσης να μην είναι πολύ υψηλής τάσης, για παράδειγμα KD521. Υπό την επίδραση της εναλλασσόμενης τάσης, οι δίοδοι ανοίγουν εναλλάξ, προστατεύοντας έτσι η μία την άλλη από την υψηλή αντίστροφη τάση. Το κύκλωμα για την ενεργοποίηση της προστατευτικής διόδου φαίνεται στο σχήμα 2.

Σχήμα 2. Διάγραμμα συνδεσμολογίας παράλληλα με το LEDπροστατευτική δίοδος

Τα δίχρωμα LED διατίθενται και σε συσκευασία με δύο ακροδέκτες. Η αλλαγή στο χρώμα της λάμψης σε αυτή την περίπτωση συμβαίνει όταν αλλάζει η κατεύθυνση του ρεύματος. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι η ένδειξη της φοράς περιστροφής ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι μια περιοριστική αντίσταση συνδέεται απαραίτητα σε σειρά με το LED.

Πρόσφατα, μια περιοριστική αντίσταση είναι απλώς ενσωματωμένη στο LED και στη συνέχεια, για παράδειγμα, στις ετικέτες τιμών στο κατάστημα γράφουν απλώς ότι αυτό το LED είναι 12V. Επίσης, τα LED που αναβοσβήνουν επισημαίνονται με τάση: 3V, 6V, 12V. Υπάρχει ένας μικροελεγκτής μέσα σε τέτοιες λυχνίες LED (μπορεί να φανεί ακόμη και μέσα από μια διαφανή θήκη), οπότε οποιεσδήποτε προσπάθειες αλλαγής της συχνότητας αναβοσβήνει δεν δίνουν αποτελέσματα. Με αυτή τη σήμανση, μπορείτε να ανάψετε το LED απευθείας στο τροφοδοτικό για την καθορισμένη τάση.

Εξελίξεις Ιαπωνικών ραδιοερασιτεχνών

Αποδεικνύεται ότι το ερασιτεχνικό ραδιόφωνο ασκείται όχι μόνο στις χώρες της πρώην ΕΣΣΔ, αλλά και σε μια τέτοια «ηλεκτρονική χώρα» όπως η Ιαπωνία. Φυσικά, ακόμη και ένας Ιάπωνας συνηθισμένος ραδιοερασιτέχνης δεν μπορεί να δημιουργήσει πολύ περίπλοκες συσκευές, αλλά οι μεμονωμένες λύσεις κυκλωμάτων αξίζουν προσοχή. Είτε δεν αρκεί σε ποιο σχήμα αυτές οι αποφάσεις μπορούν να είναι χρήσιμες.

Ακολουθεί μια επισκόπηση σχετικά απλών συσκευών που χρησιμοποιούν LED. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο έλεγχος πραγματοποιείται από μικροελεγκτές και δεν υπάρχει δυνατότητα παραβίασης αυτού. Ακόμη και για ένα απλό κύκλωμα, είναι ευκολότερο να γράψετε ένα σύντομο πρόγραμμα και να κολλήσετε τον ελεγκτή σε πακέτο DIP-8 παρά να συγκολλήσετε πολλά μικροκυκλώματα, πυκνωτές και τρανζίστορ. Είναι επίσης ελκυστικό ότι ορισμένοι μικροελεγκτές μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς καθόλου εξαρτήματα.

Κύκλωμα ελέγχου LED διπλού χρώματος

Ένα ενδιαφέρον σχέδιο για τον έλεγχο ενός ισχυρού δίχρωμου LED προσφέρεται από Ιάπωνες ραδιοερασιτέχνες. Πιο συγκεκριμένα, εδώ χρησιμοποιούνται δύο ισχυρά LED με ρεύμα έως και 1Α. Αλλά, πρέπει να υποτεθεί ότι υπάρχουν επίσης ισχυρά δίχρωμα LED. Το κύκλωμα φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3. Σχέδιο οδήγησης για ένα ισχυρό δίχρωμο LED

Το τσιπ TA7291P έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει κινητήρες DC μικρής ισχύος. Παρέχει πολλούς τρόπους λειτουργίας, και συγκεκριμένα: περιστροφή προς τα εμπρός, αντίστροφη περιστροφή, στάση και πέδηση. Το στάδιο εξόδου του μικροκυκλώματος συναρμολογείται σύμφωνα με ένα κύκλωμα γέφυρας, το οποίο σας επιτρέπει να εκτελέσετε όλες τις παραπάνω λειτουργίες. Αλλά άξιζε να βάλετε λίγη φαντασία, και εδώ είστε, το μικροκύκλωμα έχει ένα νέο επάγγελμα.

Η λογική του μικροκυκλώματος είναι αρκετά απλή. Όπως μπορείτε να δείτε στο σχήμα 3, το μικροκύκλωμα έχει 2 εισόδους (IN1, IN2) και δύο εξόδους (OUT1, OUT2), στις οποίες συνδέονται δύο ισχυρά LED. Όταν τα λογικά επίπεδα στις εισόδους 1 και 2 είναι τα ίδια (ανεξαρτήτως 00 ή 11), τότε τα δυναμικά εξόδου είναι ίσα, και τα δύο LED είναι σβηστά.

Σε διαφορετικά λογικά επίπεδα στις εισόδους, το μικροκύκλωμα λειτουργεί ως εξής. Εάν μία από τις εισόδους, για παράδειγμα, το IN1 έχει χαμηλό λογικό επίπεδο, τότε η έξοδος OUT1 συνδέεται σε ένα κοινό καλώδιο. Η κάθοδος του LED HL2 μέσω της αντίστασης R2 συνδέεται επίσης σε ένα κοινό καλώδιο. Η τάση στην έξοδο OUT2 (εάν υπάρχει λογική μονάδα στην είσοδο IN2) σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται από την τάση στην είσοδο V_ref, η οποία σας επιτρέπει να ρυθμίσετε τη φωτεινότητα του LED HL2.

Σε αυτή την περίπτωση, η τάση V_ref λαμβάνεται από παλμούς PWM από τον μικροελεγκτή χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα ολοκλήρωσης R1C1, το οποίο προσαρμόζει τη φωτεινότητα του LED που είναι συνδεδεμένο στην έξοδο. Ο μικροελεγκτής ελέγχει επίσης τις εισόδους IN1 και IN2, γεγονός που σας επιτρέπει να λαμβάνετε μια μεγάλη ποικιλία αποχρώσεων φωτός και αλγορίθμων ελέγχου LED. Η αντίσταση της αντίστασης R2 υπολογίζεται με βάση το μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα των LED. Πώς να το κάνετε αυτό θα περιγραφεί παρακάτω.

Το σχήμα 4 δείχνει την εσωτερική δομή του τσιπ TA7291P, το μπλοκ διάγραμμα του. Το κύκλωμα λαμβάνεται απευθείας από το φύλλο δεδομένων, άρα δείχνει έναν ηλεκτροκινητήρα ως φορτίο.

Εικόνα 4

Σύμφωνα με το μπλοκ διάγραμμα, είναι εύκολο να εντοπιστούν οι διαδρομές ρεύματος μέσω του φορτίου και ο τρόπος ελέγχου των τρανζίστορ εξόδου. Τα τρανζίστορ ενεργοποιούνται σε ζεύγη, διαγώνια: (πάνω αριστερά + κάτω δεξιά) ή (πάνω δεξιά + κάτω αριστερά), που σας επιτρέπει να αλλάξετε την κατεύθυνση και την ταχύτητα του κινητήρα. Στην περίπτωσή μας, ανάψτε ένα από τα LED και ελέγξτε τη φωτεινότητά του.

Τα κάτω τρανζίστορ ελέγχονται από τα σήματα IN1, IN2 και έχουν σχεδιαστεί απλά για να ενεργοποιούν και να απενεργοποιούν τις διαγώνιες της γέφυρας. Τα επάνω τρανζίστορ ελέγχονται από το σήμα Vref, ρυθμίζουν το ρεύμα εξόδου. Το κύκλωμα ελέγχου, που εμφανίζεται απλώς ως τετράγωνο, περιέχει επίσης ένα κύκλωμα προστασίας έναντι βραχυκυκλωμάτων και άλλων απρόβλεπτων.

Σε αυτούς τους υπολογισμούς, όπως πάντα, θα βοηθήσει ο νόμος του Ohm. Έστω τα αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό ως εξής: τάση τροφοδοσίας (U) 12V, ρεύμα μέσω της λυχνίας LED (I_HL) 10 mA, η λυχνία LED είναι συνδεδεμένη σε μια πηγή τάσης χωρίς τρανζίστορ και μικροκυκλώματα ως ένδειξη ενεργοποίησης. Πτώση τάσης LED (U_HL) 2V.

Τότε είναι προφανές ότι η περιοριστική αντίσταση θα έχει τάση (U-U_HL), - το ίδιο το LED "έφαγε" δύο βολτ. Τότε η αντίσταση της περιοριστικής αντίστασης θα είναι

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

Μην ξεχνάτε το σύστημα SI: τάση σε βολτ, ρεύμα σε αμπέρ, αποτέλεσμα σε ωμ. Εάν το LED είναι ενεργοποιημένο από ένα τρανζίστορ, τότε στο πρώτο στήριγμα, η τάση του τμήματος συλλέκτη-εκπομπού του ανοιχτού τρανζίστορ πρέπει να αφαιρεθεί από την τάση τροφοδοσίας. Αλλά, κατά κανόνα, κανείς δεν το κάνει ποτέ αυτό, δεν χρειάζεται ακρίβεια στα εκατοστά του τοις εκατό εδώ και δεν θα λειτουργήσει λόγω της εξάπλωσης των παραμέτρων των εξαρτημάτων. Όλοι οι υπολογισμοί σε ηλεκτρονικά κυκλώματα δίνουν κατά προσέγγιση αποτελέσματα, τα υπόλοιπα πρέπει να επιτευχθούν με εντοπισμό σφαλμάτων και συντονισμό.

Τρίχρωμα LED

Εκτός από τα δίχρωμα, πρόσφατα έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα. Ο κύριος σκοπός τους είναι ο διακοσμητικός φωτισμός σε σκηνές, σε πάρτι, σε πρωτοχρονιάτικους εορτασμούς ή σε ντίσκο. Τέτοια LED έχουν μια συσκευασία με τέσσερις ακροδέκτες, ένας από τους οποίους είναι κοινή άνοδος ή κάθοδος, ανάλογα με το συγκεκριμένο μοντέλο.

Αλλά ένα ή δύο LED, ακόμη και τρίχρωμα, είναι ελάχιστα χρήσιμα, επομένως πρέπει να τα συνδυάσετε σε γιρλάντες και να χρησιμοποιήσετε όλα τα είδη συσκευών ελέγχου, που συνήθως ονομάζονται ελεγκτές, για να ελέγξετε τις γιρλάντες.

Η συναρμολόγηση γιρλάντες μεμονωμένων LED είναι βαρετή και χωρίς ενδιαφέρον. Ως εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια, η βιομηχανία έχει αρχίσει να παράγει, καθώς και λωρίδες βασισμένες σε LED τριών χρωμάτων (RGB). Εάν παράγονται μονόχρωμες ταινίες για τάση 12 V, τότε η τάση λειτουργίας των τρίχρωμων ταινιών είναι συχνά 24 V.

Οι λωρίδες LED επισημαίνονται με τάση, επειδή περιέχουν ήδη περιοριστικές αντιστάσεις, ώστε να μπορούν να συνδεθούν απευθείας σε μια πηγή τάσης. Οι πηγές για πωλούνται στο ίδιο μέρος με τις κασέτες.

Ειδικοί ελεγκτές χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο τρίχρωμων LED και λωρίδων, για τη δημιουργία διαφόρων εφέ φωτισμού. Με τη βοήθειά τους, είναι δυνατή η απλή εναλλαγή LED, η προσαρμογή της φωτεινότητας, η δημιουργία διαφόρων δυναμικών εφέ, καθώς και η σχεδίαση μοτίβων και ακόμη και ζωγραφικής. Η δημιουργία τέτοιων ελεγκτών προσελκύει πολλούς ραδιοερασιτέχνες, φυσικά αυτούς που ξέρουν να γράφουν προγράμματα για μικροελεγκτές.

Με τη βοήθεια ενός LED τριών χρωμάτων, μπορείτε να πάρετε σχεδόν οποιοδήποτε χρώμα, επειδή το χρώμα στην οθόνη της τηλεόρασης λαμβάνεται επίσης με την ανάμειξη μόνο τριών χρωμάτων. Εδώ είναι σκόπιμο να θυμηθούμε μια άλλη εξέλιξη των Ιάπωνων ραδιοερασιτεχνών. Το σχηματικό του διάγραμμα φαίνεται στο σχήμα 5.

Εικόνα 5. Διάγραμμα καλωδίωσης για ένα LED τριών χρωμάτων

Το ισχυρό τρίχρωμο LED 1W περιέχει τρεις πομπούς. Με τις τιμές των αντιστάσεων που υποδεικνύονται στο διάγραμμα, το χρώμα της λάμψης είναι λευκό. Επιλέγοντας τις τιμές των αντιστάσεων, είναι δυνατή κάποια αλλαγή στη σκιά: από ψυχρό λευκό σε θερμό λευκό. Στο σχέδιο του συγγραφέα, η λάμπα έχει σχεδιαστεί για να φωτίζει το εσωτερικό του αυτοκινήτου. Θα έπρεπε (οι Ιάπωνες) να είναι σε λύπη! Για να μην ανησυχείτε για την παρατήρηση της πολικότητας, παρέχεται μια γέφυρα διόδου στην είσοδο της συσκευής. Η συσκευή είναι τοποθετημένη σε ένα breadboard και φαίνεται στο σχήμα 6.

Εικόνα 6. Πίνακας ανάπτυξης

Η επόμενη εξέλιξη των Ιάπωνων ραδιοερασιτεχνών είναι επίσης αυτοκινητοβιομηχανίας. Αυτή η συσκευή για τον οπίσθιο φωτισμό του αριθμού, φυσικά, σε λευκές λυχνίες LED φαίνεται στο Σχήμα 7.

Εικόνα 7. Σχέδιο της συσκευής για οπίσθιο φωτισμό της πινακίδας κυκλοφορίας σε λευκά LED

Ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί 6 ισχυρά υπερφωτεινά LED με μέγιστο ρεύμα 35mA και φωτεινή ροή 4lm. Για να αυξηθεί η αξιοπιστία των LED, το ρεύμα μέσω αυτών περιορίζεται στα 27 mA χρησιμοποιώντας ένα μικροκύκλωμα σταθεροποιητή τάσης, που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα σταθεροποίησης ρεύματος.

LED EL1 ... EL3, αντίσταση R1 μαζί με το τσιπ DA1 σχηματίζουν σταθεροποιητή ρεύματος. Ένα σταθερό ρεύμα μέσω της αντίστασης R1 διατηρεί μια πτώση τάσης 1,25 V σε αυτήν. Η δεύτερη ομάδα LED συνδέεται με τον σταθεροποιητή μέσω ακριβώς της ίδιας αντίστασης R2, επομένως το ρεύμα μέσω της ομάδας LED EL4 ... EL6 θα σταθεροποιηθεί επίσης στο ίδιο επίπεδο.

Το σχήμα 8 δείχνει ένα κύκλωμα μετατροπέα για την τροφοδοσία ενός λευκού LED από ένα γαλβανικό στοιχείο με τάση 1,5 V, η οποία σαφώς δεν είναι αρκετή για να ανάψει το LED. Το κύκλωμα του μετατροπέα είναι πολύ απλό και ελέγχεται από μικροελεγκτή. Στην πραγματικότητα, ο μικροελεγκτής είναι με συχνότητα παλμού περίπου 40 kHz. Για να αυξηθεί η χωρητικότητα φορτίου, οι έξοδοι του μικροελεγκτή συνδέονται σε ζεύγη παράλληλα.

Εικόνα 8

Το σχήμα λειτουργεί ως εξής. Όταν οι έξοδοι PB1, PB2 είναι χαμηλές, οι έξοδοι PB0, PB4 είναι υψηλές. Αυτή τη στιγμή, οι πυκνωτές C1, C2 μέσω των διόδων VD1, VD2 φορτίζονται μέχρι περίπου 1,4V. Όταν αντιστραφεί η κατάσταση των εξόδων του ελεγκτή, το άθροισμα των τάσεων των δύο φορτισμένων πυκνωτών συν την τάση της μπαταρίας θα εφαρμοστεί στο LED. Έτσι, σχεδόν 4,5 V θα εφαρμοστούν στο LED προς τα εμπρός, που είναι αρκετά για να ανάψει το LED.

Ένας τέτοιος μετατροπέας μπορεί να συναρμολογηθεί χωρίς μικροελεγκτή, μόνο σε ένα λογικό τσιπ. Ένα τέτοιο σχήμα φαίνεται στο Σχήμα 9.

Εικόνα 9

Στο στοιχείο DD1.1, συναρμολογείται μια ορθογώνια γεννήτρια ταλάντωσης, η συχνότητα της οποίας καθορίζεται από τις ονομασίες R1, C1. Σε αυτή τη συχνότητα το LED θα αναβοσβήνει.

Όταν η έξοδος του στοιχείου DD1.1 είναι υψηλή, η έξοδος του DD1.2 είναι φυσικά υψηλή. Αυτή τη στιγμή, ο πυκνωτής C2 φορτίζεται μέσω της διόδου VD1 από την πηγή ισχύος. Η διαδρομή φόρτισης είναι η εξής: συν την πηγή ρεύματος - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - μείον την πηγή ρεύματος. Αυτή τη στιγμή, μόνο τάση μπαταρίας εφαρμόζεται στο λευκό LED, το οποίο δεν αρκεί για να ανάψει το LED.

Όταν η στάθμη στην έξοδο του στοιχείου DD1.1 γίνει χαμηλή, εμφανίζεται ένα υψηλό επίπεδο στην έξοδο του DD1.2, το οποίο οδηγεί στο μπλοκάρισμα της διόδου VD1. Επομένως, η τάση κατά μήκος του πυκνωτή C2 προστίθεται στην τάση της μπαταρίας και αυτή η ποσότητα εφαρμόζεται στην αντίσταση R1 και στο LED HL1. Αυτό το άθροισμα των τάσεων είναι αρκετό για να ανάψει το LED HL1. Στη συνέχεια ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Πώς να δοκιμάσετε ένα LED

Εάν το LED είναι καινούργιο, τότε όλα είναι απλά: ο ακροδέκτης που είναι ελαφρώς μεγαλύτερος είναι θετικός ή άνοδος. Είναι αυτός που πρέπει να συμπεριληφθεί στο συν της πηγής ισχύος, φυσικά, χωρίς να ξεχνάμε την περιοριστική αντίσταση. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα, το LED συγκολλήθηκε από την παλιά πλακέτα και οι αγωγοί του έχουν το ίδιο μήκος, απαιτείται συνέχεια.

Τα πολύμετρα σε μια τέτοια κατάσταση συμπεριφέρονται κάπως ακατανόητα. Για παράδειγμα, ένα πολύμετρο DT838 σε λειτουργία δοκιμής ημιαγωγών μπορεί απλώς να ανάψει ελαφρώς το LED που ελέγχεται, αλλά εμφανίζεται ένα ανοιχτό στην ένδειξη.

Επομένως, σε ορισμένες περιπτώσεις είναι καλύτερο να ελέγξετε τα LED συνδέοντάς τα μέσω μιας περιοριστικής αντίστασης στην πηγή ισχύος, όπως φαίνεται στο Σχήμα 10. Η τιμή της αντίστασης είναι 200 ​​... 500 Ohm.

Εικόνα 10. Δοκιμαστικό κύκλωμα LED

Εικόνα 11. Διαδοχική σύνδεση LED

Δεν είναι δύσκολο να υπολογιστεί η αντίσταση μιας περιοριστικής αντίστασης. Για να το κάνετε αυτό, προσθέστε την προς τα εμπρός τάση σε όλα τα LED, αφαιρέστε την από την τάση τροφοδοσίας και διαιρέστε το υπόλοιπο που προκύπτει με το δεδομένο ρεύμα.

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

Ας υποθέσουμε ότι η τάση τροφοδοσίας είναι 12V και η πτώση τάσης στα LED είναι 2V, 2,5V και 1,8V. Ακόμα κι αν τα LED είναι παρμένα από το ίδιο κουτί, μπορεί να υπάρχει τέτοια διασπορά!

Σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος, το ρεύμα είναι 20mA. Απομένει να αντικαταστήσουμε όλες τις τιμές στον τύπο και να μάθουμε την απάντηση.

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

Εικόνα 12. Παράλληλη σύνδεση LED

Στο αριστερό τμήμα, και τα τρία LED συνδέονται μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος. Γιατί όμως διαγράφεται αυτό το σχήμα, ποιες είναι οι ελλείψεις του;

Εδώ παίζει ρόλο η διασπορά των παραμέτρων LED. Το μεγαλύτερο ρεύμα θα περάσει από το LED, το οποίο έχει μικρότερη πτώση τάσης, δηλαδή μικρότερη εσωτερική αντίσταση. Επομένως, με αυτήν την ένταξη, δεν θα είναι δυνατό να επιτευχθεί ομοιόμορφη λάμψη των LED. Επομένως, το σωστό κύκλωμα θα πρέπει να αναγνωρίζεται ως το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχήμα 12 στα δεξιά.

Στην κατασκευή διαφόρων ηλεκτρονικών δομών, χρησιμοποιείται συχνά ένα LED, για παράδειγμα, σε μονάδες για την ένδειξη ή τη σηματοδότηση της λειτουργίας του εξοπλισμού. Όλοι πιθανότατα δούλεψαν με συμβατικές ενδεικτικές λυχνίες LED, αλλά δεν χρησιμοποιούν όλοι δίχρωμες λυχνίες LED με δύο καλώδια, επειδή λίγοι αρχάριοι ηλεκτρονικοί μηχανικοί το γνωρίζουν. Ως εκ τούτου, θα μιλήσω λίγο γι 'αυτό και, φυσικά, θα συνδέσουμε ένα δίχρωμο LED σε ένα δίκτυο 220 V AC, αφού αυτό το θέμα, για άγνωστους σε μένα λόγους, παρουσιάζει αυξημένο ενδιαφέρον.

Και έτσι, γνωρίζουμε ότι ένα "κανονικό" LED περνά ρεύμα μόνο προς μία κατεύθυνση: όταν εφαρμόζεται ένα συν στην άνοδο και ένα μείον της πηγής ισχύος εφαρμόζεται στην κάθοδο. Εάν αντιστρέψετε την πολικότητα της πηγής τάσης, δεν θα ρέει ρεύμα.

Ένα δίχρωμο LED με δύο καλώδια αποτελείται από δύο διόδους back-to-back συνδεδεμένες παράλληλα, τοποθετημένες σε ένα κοινό περίβλημα. Επιπλέον, το περίβλημα ή, πιο συγκεκριμένα, ο φακός έχει τυπικές διαστάσεις και επίσης μόνο δύο εξόδους.

Η ιδιαιτερότητα είναι ότι κάθε καλώδιο του LED χρησιμεύει ως άνοδος ενός LED και ως κάθοδος του δεύτερου.

Εάν εφαρμοστεί ένα συν σε μία έξοδο και η δεύτερη είναι μείον την πηγή ρεύματος, τότε ένα LED θα κλειδωθεί και το δεύτερο θα ανάψει, για παράδειγμα, πράσινο.

Όταν αντιστραφεί η πολικότητα του τροφοδοτικού, το πράσινο LED θα σβήσει και το κόκκινο θα ανάψει.

Τα δίχρωμα LED διατίθενται στους ακόλουθους χρωματικούς συνδυασμούς:

- Κόκκινο πράσινο;

- μπλε κίτρινο

- πράσινο - πορτοκαλί

- Κόκκινο κίτρινο.

Πώς να συνδέσετε ένα δίχρωμο LED με δύο καλώδια σε ένα δίκτυο 220 V

Είναι βολικό να χρησιμοποιείτε ένα τέτοιο LED σε εναλλασσόμενο ρεύμα, καθώς δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε αντίστροφη δίοδο. Επομένως, για να συνδέσετε ένα δίχρωμο LED σε 220 V AC, αρκεί να προσθέσετε μόνο μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος.

Θα πρέπει να διορθωθεί αμέσως εδώ ότι η ονομαστική τάση στο δίκτυο, είναι επίσης στην πρίζα, ξεκινώντας από τον Οκτώβριο του 2015, δεν είναι πλέον γνωστή σε εμάς 220 V, αλλά 230 V. Αυτά και άλλα δεδομένα αντικατοπτρίζονται στο GOST 29433-2014 . Το ίδιο πρότυπο παρέχει επιτρεπόμενες αποκλίσεις από την ονομαστική τιμή τάσης των 230 V:

- ονομαστική τιμή 230 V;

— μέγιστο 253 V (+10%).

- ελάχιστο 207 V (-10%);

- ελάχιστο υπό φορτίο 198 V (-14%).

Με βάση αυτές τις παραδοχές, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η αντίσταση της αντίστασης περιορισμού ρεύματος από τέτοιες εκτιμήσεις ώστε να μην υπερθερμαίνεται και να ρέει επαρκές ρεύμα μέσω του LED για την κανονική του λάμψη με τις μέγιστες επιτρεπόμενες διακυμάνσεις τάσης στο δίκτυο.

Υπολογισμός αντίστασης περιορισμού ρεύματος

Επομένως, αν και η ονομαστική τιμή ρεύματος είναι 20 mA, θα πάρουμε 7 mA \u003d 0,007 A για την υπολογισμένη τιμή ρεύματος της δίχρωμης λυχνίας LED. Σε αυτήν την τιμή, κανονικά ανάβει, καθώς η φωτεινότητα της λυχνίας LED δεν είναι ευθέως ανάλογη στο ρεύμα που το διαρρέει.

Ας προσδιορίσουμε την αντίσταση της αντίστασης περιορισμού ρεύματος σε μια ονομαστική τάση σε μια πρίζα 230 V:

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

Από την τυπική σειρά τιμών των αντιστάσεων, επιλέγουμε 33 kOhm.

Τώρα υπολογίζουμε τη διαρροή ισχύος της αντίστασης:

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

Δεχόμαστε μια αντίσταση 2 Watt.

Ας υπολογίσουμε εκ νέου για την περίπτωση της μέγιστης επιτρεπόμενης τάσης σε μια δεδομένη τιμή αντίστασης αντίστασης:

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.

Όπως μπορείτε να δείτε, με αύξηση της τάσης κατά ένα επιτρεπόμενο 10%, το ρεύμα θα αυξηθεί επίσης κατά 10%, ωστόσο, η διαρροή ισχύος της αντίστασης δεν θα υπερβαίνει τα 2 W, επομένως δεν θα υπερθερμανθεί.

Όταν η τάση πέσει κατά μια αποδεκτή τιμή, το ρεύμα θα μειωθεί επίσης. Σε αυτή την περίπτωση, θα μειωθεί επίσης η διαρροή ισχύος της αντίστασης.

Εξ ου και το συμπέρασμα: ως ένδειξη της παρουσίας τάσης δικτύου 230 V, αρκεί να χρησιμοποιήσετε ένα δίχρωμο LED με δύο καλώδια και μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος με αντίσταση 33 kOhm με ισχύ διασποράς 2 W .