Dom · Osvetljenje · Dvobojna dioda. Primena LED dioda u elektronskim kolima

Dvobojna dioda. Primena LED dioda u elektronskim kolima

Jednom su me zamolili da napravim lampu koja može da menja boje, jer jednobojna može brzo da dosadi: ukratko, nešto kao noćna lampa. Naravno, metoda osvjetljenja opisana u ovom članku također je prikladna unutrašnje osvetljenje kompjutera, stoga ovaj članak može biti od interesa i sa stanovišta dizajnerskih ideja i za ljubitelje moddinga.

Nekako nisam htio napraviti običnu trobojnu lampu pomoću prekidača i tri LED diode, jer je mnogo zanimljivije kada broj boja nije ograničen brojem LED dioda.

Neophodni materijali:

  1. Trobojna super svijetla RGB LED dioda prečnika 8 mm sa svjetlinom od oko 4000 mCd (ili 3 super svijetle LED diode prečnika 3 - 5 mm: plava, zelena, crvena).
  2. Promjenjivi otpornici 0 - 1,5 kOhm sa isključenjem opterećenja - 3 kom.
  3. Četvorožična žica
  4. Pleksiglas kocka 30x30x30 mm
  5. Kućište radija
  6. 3 dugmeta za podešavanje
  7. Cover from plastična boca(ili magnet iz PC zvučnika)
  8. Podesivo napajanje (ako ćete ovaj uređaj napajati sa računara, uzmite ili USB kabl ili razdjelnik napajanja (molex))
  9. Termoskupljajući ili izolacijski kambrici
  10. Crna električna traka

Alati:

  1. Graver (aka Dremel) - u principu, možete bez njega
  2. Pištolj za ljepilo
  3. Set fajlova
  4. Bušilica
  5. Fajlovi
  6. Brusni papir
  7. Kliješta
  8. Bočni rezači
  9. Pištolj nož
  10. Upaljač
  11. Malo mašte

Pa počnimo.

Prvo, pogledajmo trobojni LED. Ima 4 igle: uobičajene (+) i 3 igle odgovorne za boju. Povezivanjem minusa na jednu od nogu, LED će svijetliti plavo, zeleno ili crveno. izgleda ovako:

Ako bolje pogledate, možete vidjeti da jedna od nogu unutar LED kućišta ima T-oblik- ovo je generalno (+). Na fotografiji su noge s lijeva na desno: crvene (-), generalne (+), plave (-), zelene (-). Ako ne pronađete trobojnu LED diodu u prodaji, možete je zamijeniti s tri jednobojne LED diode tako što ćete zalemiti njihove pozitivne noge zajedno.

U suštini, željena boja lampe može se postići promjenom svjetline svake od tri boje LED-a, koja će istovremeno sijati ispod jednog abažura i, spajajući se u jednu boju, dati onu koja nam je potrebna.

Podešavanje svjetline će se vršiti pomoću varijabilnih otpornika, od kojih će svaki biti povezan serijski na noge boje LED-a.

Varijabilni otpornik ima 3 terminala:

Centralna noga je opšti zaključak. Okretanjem dugmeta u smeru kazaljke na satu, otpor između prve i druge (centralne noge) će se povećati, a između druge i treće će se smanjiti. Najprikladnije je koristiti drugu i treću nogu - okretanjem gumba u smjeru kazaljke na satu povećat će se svjetlina boje na koju će se spojiti otpornik.

Pošto sam odlučio da napravim daljinski upravljač u boji, morao sam kupiti kućište za radio uređaje. Njegova veličina bi trebala biti takva da je dovoljna za smještaj 3 varijabilna otpornika. Na primjer, promjer okruglog dijela mojih otpornika je bio 15 mm, pa je prema tome odabrano malo kućište. Otpornici male snage imaju male veličine, samo takva će biti dovoljna. Telo jeste plastična kutija sa poklopcem koji je pričvršćen na samorezne vijke:

Prvo morate odabrati lokaciju ručki i odlučiti s koje će strane žica ući u kontrolnu jedinicu boje, a s koje će izaći. Zatim označavamo središta rupa (vrlo je zgodno to učiniti šilom). Prije bušenja morate označiti oznake. To se može učiniti bušilicom promjera 3 mm, okrećući je nekoliko puta rukom. Sada bušimo rupe za žicu bušilicom pri malim brzinama. Ako bušite na velikim, plastika će se otopiti i morat ćete je ukloniti. Veličina rupe će naravno ovisiti o promjeru žica.

Prije bušenja rupa za dugmad za podešavanje odlučujemo se o načinu ugradnje varijabilnih otpornika. Jedan od načina je da ga instalirate štampana ploča a zatim ga pričvrstite spajalicama za unutrašnje zidove kućišta. U ovom slučaju, ručke se produbljuju u tijelo, a za njih se prave rupe. Ručke koje sam koristio izgledaju ovako:

Ako ti uradiš zidna instalacija, onda možete jednostavno izbušiti rupe u kućištu za montažu varijabilnih otpornika, što sam ja i uradio. Na primjer, meni je zgodnije ako je ručka potpuno otvorena. Kada su sve rupe izbušene, uklanjamo neravnine pomoću turpija.

Što se tiče izvora napajanja - ovdje možete uzeti, na primjer, podesivo napajanje od 1,5 do 12 V u koracima od 1,5 V.

Napon mora biti podešen tako da odgovara LED diodi. Obično su ove LED diode 3V, tako da nema potrebe za ugradnjom dodatnog otpornika. Lično, izabrao sam punjenje iz Motorola C350 kao izvor napajanja i postavio otpornik od 150 oma na svaku negativnu nogu diode.

Ako povežete naš uređaj sa računarom, onda se može napajati ili iz razdelnika (molex) ili preko USB kabla.

Za one koji ne znaju, crvena žica u Molexu je +5 V, crna žica je uzemljena. Ili uzmite USB kabel i odsječite nepotreban utikač, ostavljajući samo USB izlaz. Očisti to. Bit će 4 žice: crna (uzemljenje), crvena (+5 V), zelena i bijela (obavezno ih izolirajte: neće nam trebati). Budući da je napajanje 5 V, a LED 3 V, na svaku nogu LED diode u boji stavljamo otpornik. U ovom slučaju, to je 150 Ohma (bolje je uzeti malo s marginom).

Svaka LED dioda ima svoju boju sjaja. Zavisi od poluvodičkog materijala i ne mijenja se tokom rada uređaja. Da biste napravili višebojne LED diode, morate sastaviti nekoliko kristala koji emituju različite boje.

Kako radi dvobojna LED dioda?

Naziv bicolor LED ne potiče od činjenice da je uređaj posebno obojen, već zato što može svijetliti u dvije boje. Uključuju se zasebno. Na primjer, ako govorimo o crveno-zelenoj lampi, prvo svijetli samo crveno, zatim se crvena gasi, a zelena svijetli. Ova karakteristika je povezana sa dizajnom uređaja.

Sve dvobojne LED diode su napravljene sa dva izvoda. Boja se mijenja ovisno o tome u kojem smjeru struja teče kroz lampu. Dijagram takvog uređaja je prilično jasan. Sadrži otpornik i dvije diode povezane jedna prema drugoj. Diode su spojene paralelno. Kada struja teče u smjeru naprijed, jedna dioda je zaključana i ne svijetli. Kada je struja usmjerena u suprotnom smjeru, sve se ponavlja upravo suprotno.

LED diode imaju ograničen raspon čistih boja. Uz veliki trud, naučnici su uspjeli stvoriti kristale koji stvaraju boje slične duginim. Tu je:

  • crvena;
  • narandža (ćilibar);
  • žuta;
  • zelena;
  • plava

I koliko još nijansi. Bijela, kao i milioni drugih tonova, rezultat je njihove kombinacije.

Princip rada trobojne LED diode

Za trobojne LED diode predviđen je malo drugačiji krug. Odlikuje ga zajednička katoda i dva anodna terminala. Može uključiti dvije LED diode odjednom. U ovom slučaju, crveno i zeleno svjetlo će se upaliti u isto vrijeme i vidjet ćemo njihov rezultat saradnja- žuto.

Koristeći modulator impulsa ( specijalni uređaj) promijenite intenzitet sjaja, a to mijenja ton boje LED diode. Da bi se spriječila preopterećenja, svaka dioda ima svoj otpornik.

Trobojna shema je traženija od dvobojne sheme, i to je razumljivo. Sa istim skupom izvora otvara se znatno više mogućnosti. Ova šema vam omogućava prikupljanje jeftine lampe, mijenjanje svjetlosti u širokom spektru.

Još više tonova, uključujući bijelo svjetlo, dobiva se sklapanjem kruga s tri višebojne LED diode. Ovo je poznato RGB -kolo sa zajedničkom anodom. Spolja, trobojna lampa se odmah prepoznaje po prisustvu četiri terminala, a također mora biti označena u skladu s tim.

Teoretski, moguće je kombinirati više kristala u jednom pakiranju ili na jednoj ploči i dobiti višebojne svijetle LED diode. Ali u praksi se koristi jedna od gore navedenih trobojnih shema.

Aplikacija

Uprkos svom ne baš širokom spektru emisije, dvobojne LED diode nalaze svoju nišu u izradi instrumenata. Koriste se za svjetlosnu signalizaciju, u dekoraciji prostorija i u reklamama. Dvobojne LED diode su indikatori rotacije motora koji pokreće jednosmerna struja. Oni pokazuju u kom smjeru se rotacija događa.

Trobojne LED diode koje rade na dva kristala nalaze slične primjene. Njihova prednost u odnosu na lampe od tri kristala je njihova relativno niska cijena. Istovremeno, mogućnosti uređaja su prilično široke.

Rad takve LED diode dobro je ilustrovan indikatorskom lampicom. punjač naše kamere, telefone, tablete i mnoge druge uređaje. Kada je baterija prazna svijetli crveno, a kada je potpuno napunjena svijetli zeleno.

Svi su sada upoznati sa LED diodama. Bez njih je to jednostavno nezamislivo moderna tehnologija. Ovo led svjetla i lampe, indikacija različitih načina rada kućanskih aparata, pozadinsko osvjetljenje ekrana kompjuterskih monitora, televizora i mnogih drugih stvari kojih se ne možete odmah sjetiti. Svi navedeni uređaji sadrže vidljive diode koje emituju svjetlost različitih boja: crvena, zelena, plava (RGB), žuta, bijela. Moderne tehnologije omogućavaju vam da dobijete gotovo bilo koju boju.

Pored vidljivih LED dioda, postoje infracrvene i ultraljubičaste LED diode. Glavno područje primjene takvih LED dioda su uređaji za automatizaciju i kontrolu. Dovoljno za pamćenje. Ako su se prvi modeli daljinskog upravljača koristili isključivo za upravljanje televizorima, sada se koriste za upravljanje zidnim grijačima, klima uređajima, ventilatorima, pa čak i kuhinjski aparati, na primjer, multivarke i pekači kruha.

Dakle, šta je LED?

Zapravo, ne razlikuje se mnogo od uobičajenog – i dalje je isti p-n spoj, i dalje isto osnovno svojstvo - jednosmjerna provodljivost. As proučavanje p-n tranzicije, pokazalo se da pored jednosmjerne provodljivosti, upravo ovaj prijelaz ima nekoliko dodatnih svojstava. Tokom evolucije tehnologije poluprovodnika, ova svojstva su proučavana, razvijana i unapređena.

Sovjetski radiofizičar (1903 - 1942) dao je veliki doprinos razvoju poluprovodnika. Godine 1919. ušao je u poznatu i još poznatu radio-laboratoriju Nižnji Novgorod, a od 1929. radio je u Lenjingradskom institutu za fiziku i tehnologiju. Jedno od naučnih područja aktivnosti bilo je proučavanje slabog, jedva primjetnog sjaja poluvodičkih kristala. Na tom efektu rade sve moderne LED diode.

Ovaj slabi sjaj nastaje kada struja prolazi kroz pn spoj u smjeru naprijed. Ali sada je ovaj fenomen toliko proučavan i poboljšan da je svjetlina nekih LED dioda takva da jednostavno možete oslijepiti.

Raspon boja LED dioda je vrlo širok, gotovo sve boje duge. Ali boja se ne dobija promjenom boje LED kućišta. Ovo se postiže dodavanjem dopantnih nečistoća u pn spoj. Na primjer, unošenje male količine fosfora ili aluminija proizvodi boje crvenih i žutih nijansi, dok galijum i indijum emituju svjetlost od zelene do zelene. plava boja. LED kućište može biti prozirno ili mat; ako je kućište u boji, onda je to jednostavno svjetlosni filter koji odgovara boji sjaj p-n tranzicija.

Drugi način da se dobije željena boja je uvođenje fosfora. Fosfor je tvar koja proizvodi vidljivu svjetlost kada je izložena drugom zračenju, čak i infracrvenom. Klasičan primjer za to su lampe. dnevno svjetlo. U slučaju LED dioda - Bijela boja Ispada ako kristalu s plavim sjajem dodate fosfor.

Da bi se povećao intenzitet emisije, gotovo sve LED diode imaju sočivo za fokusiranje. Često se kraj prozirnog tijela, koji ima sferni oblik, koristi kao sočivo. U infracrvenim LED diodama, ponekad sočivo izgleda neprozirno, dimno sive boje. Iako u U poslednje vreme infracrvene LED diode se jednostavno proizvode u prozirnom kućištu, koje se koriste u raznim daljinskim upravljačima.


Dvobojne LED diode

Takođe poznat skoro svima. Na primjer, punjač za mobilni telefon: Dok je punjenje u toku, indikator svijetli crveno, a kada je punjenje završeno, svijetli zeleno. Ova indikacija je moguća zahvaljujući postojanju dvobojnih LED dioda, koje mogu biti različite vrste. Prvi tip su LED diode s tri terminala. Jedno pakovanje sadrži dvije LED diode, na primjer, zelenu i crvenu, kao što je prikazano na slici 1.

Slika 1. Dijagram povezivanja LED u dvije boje

Na slici je prikazan fragment kola sa dvobojnom LED diodom. U ovom slučaju prikazana je LED dioda sa tri terminala sa zajedničkom katodom (ponekad sa zajedničkom anodom) i njena veza. U tom slučaju možete uključiti jednu ili drugu LED diodu ili oboje odjednom. Na primjer, bit će crvena ili zelene boje, a kada se dvije LED diode upale odjednom, požutjet će. Ako koristite PWM modulaciju za podešavanje svjetline svake LED diode, možete dobiti nekoliko srednjih nijansi.

U ovom krugu treba obratiti pažnju na činjenicu da su ograničavajući otpornici uključeni posebno za svaku LED diodu, iako se čini da možete proći samo sa jednom uključivanjem u zajednički izlaz. Ali sa ovim uključivanjem, svjetlina LED dioda će se promijeniti kada se upali jedna ili dvije LED diode.

Koji napon je potreban za LED Ovo pitanje se može čuti dosta često, postavljaju ga oni koji nisu upoznati sa specifičnostima rada LED ili jednostavno ljudi koji su jako daleko od struje. U ovom slučaju potrebno je objasniti da je LED uređaj kojim se upravlja strujom, a ne naponom. LED diodu možete uključiti najmanje na 220V, ali struja kroz nju ne smije prelaziti maksimalno dozvoljenu. To se postiže povezivanjem balastnog otpornika u seriju sa LED diodom.

Ali ipak, sjećajući se napona, treba napomenuti da i on igra veliku ulogu, jer LED diode imaju visok napon naprijed. Ako je za konvencionalnu silikonsku diodu ovaj napon oko 0,6...0,7V, tada za LED ovaj prag počinje od dva volta i više. Stoga LED ne može biti upaljen naponom od 1,5V.

Ali sa ovom vezom, znači 220V, ne treba zaboraviti da je obrnuti napon LED diode prilično mali, ne više od nekoliko desetina volti. Stoga se poduzimaju posebne mjere za zaštitu LED od visokog obrnutog napona. Najlakši način je kontra - paralelna veza zaštitnu diodu, koja također ne mora biti posebno visokog napona, na primjer KD521. Pod uticajem AC napon Diode se otvaraju naizmjenično, štiteći jedna drugu od visokog obrnutog napona. Šema za spajanje zaštitne diode prikazana je na slici 2.

Slika 2. Dijagram povezivanja paralelno sa LED diodom zaštitna dioda

Dvobojne LED diode su dostupne i u paketu sa dva terminala. U ovom slučaju, boja sjaja se mijenja kada se promijeni smjer struje. Klasičan primjer- indikacija smjera rotacije DC motora. Ne treba zaboraviti da ograničavajući otpornik mora biti povezan serijski sa LED diodom.

Nedavno je u LED diodu jednostavno ugrađen ograničavajući otpornik, a zatim, na primjer, na cijenama u trgovini jednostavno pišu da je ova LED dioda ocijenjena na 12V. Trepćuće LED diode su takođe označene naponom: 3V, 6V, 12V. Unutar ovih LED dioda nalazi se mikrokontroler (možete ga vidjeti čak i kroz prozirno kućište), tako da svaki pokušaj promjene frekvencije treptanja ne daje rezultate. Sa ovom oznakom možete uključiti LED direktno na napajanje na određenom naponu.

Razvoj japanskih radio-amatera

Pokazalo se da se radio-amateri ne praktikuju samo u zemljama bivši SSSR, ali i u takvoj „elektronskoj zemlji“ kao što je Japan. Naravno, čak ni obični japanski radio-amater nije u stanju stvoriti vrlo složene uređaje, ali pojedinačna rješenja kola zaslužuju pažnju. Nikada ne znate u kojoj shemi ova rješenja mogu biti korisna.

Evo pregleda relativno jednostavnih uređaja koji koriste LED diode. U većini slučajeva, upravljanje se vrši preko mikrokontrolera i od toga nema izlaza. Čak i za jednostavno kolo, lakše je napisati kratak program i lemiti kontroler u DIP-8 paketu nego lemiti nekoliko mikro krugova, kondenzatora i tranzistora. Još jedna atraktivna stvar u vezi s ovim je da neki mikrokontroleri mogu raditi bez ikakvih pričvršćenih dijelova.

Dvobojni LED kontrolni krug

Zanimljivu shemu za upravljanje moćnom dvobojnom LED diodom nude japanski radio-amateri. Tačnije, ovdje se koriste dva moćne LED diode sa strujom do 1A. Ali, moramo pretpostaviti da postoje i moćne dvobojne LED diode. Dijagram je prikazan na slici 3.

Slika 3. Upravljački krug za moćnu dvobojnu LED diodu

TA7291P čip je dizajniran za kontrolu DC motora male snage. Pruža nekoliko načina rada, a to su: rotacija naprijed, rotacija unazad, zaustavljanje i kočenje. Izlazni stupanj mikrokola sastavlja se pomoću mosnog kruga, koji vam omogućava da izvršite sve gore navedene operacije. Ali vrijedilo je primijeniti malo mašte i, eto, mikrokolo ima novu profesiju.

Logika mikrokola je prilično jednostavna. Kao što se može vidjeti na slici 3, mikrokolo ima 2 ulaza (IN1, IN2) i dva izlaza (OUT1, OUT2), na koje su priključene dvije moćne LED diode. Kada su logički nivoi na ulazima 1 i 2 isti (00 ili 11 nema razlike), tada su izlazni potencijali jednaki, obe LED diode su isključene.

Na različitim logičkim nivoima na ulazima, mikrokolo radi na sljedeći način. Ako jedan od ulaza, na primjer, IN1, ima nizak logički nivo, onda je izlaz OUT1 povezan na zajednička žica. Katoda LED HL2 je takođe povezana sa zajedničkom žicom preko otpornika R2. Napon na OUT2 izlazu (ako postoji logički na IN2 ulazu) u ovom slučaju zavisi od napona na V_ref ulazu, što vam omogućava da podesite svjetlinu HL2 LED diode.

U ovom slučaju, napon V_ref se dobija iz PWM impulsa iz mikrokontrolera pomoću integracionog lanca R1C1, koji reguliše osvetljenost LED diode spojene na izlaz. Mikrokontroler takođe kontroliše ulaze IN1 i IN2, što vam omogućava da dobijete širok spektar nijansi svetla i LED algoritama upravljanja. Otpor otpornika R2 se izračunava na osnovu maksimuma dozvoljena struja LED diode. Kako to učiniti bit će opisano u nastavku.

Slika 4 pokazuje unutrašnja organizacija TA7291P mikro krug, njegov blok dijagram. Dijagram je preuzet direktno iz tablice, tako da prikazuje električni motor kao opterećenje.


Slika 4.

Koristeći blok dijagram, lako je pratiti strujne puteve kroz opterećenje i metode kontrole izlaznih tranzistora. Tranzistori se uključuju u paru, dijagonalno: (gore lijevo + dolje desno) ili (gore desno + dolje lijevo), što vam omogućava promjenu smjera i brzine motora. U našem slučaju upalite jednu od LED dioda i kontrolirajte njenu svjetlinu.

Donji tranzistori se kontroliraju signalima IN1, IN2 i jednostavno su dizajnirani da uključuju i isključuju dijagonale mosta. Gornjim tranzistorima upravlja Vref signal, oni reguliraju izlaznu struju. Upravljački krug, prikazan jednostavno kao kvadrat, također sadrži zaštitni krug protiv kratki spoj i druge nepredviđene okolnosti.

Ohmov zakon će, kao i uvijek, pomoći u ovim proračunima. Neka početni podaci za proračun budu sljedeći: napon napajanja (U) 12V, struja kroz LED (I_HL) 10mA, LED je priključen na izvor napona bez ikakvih tranzistora ili mikrokola kao indikator uključenosti. Pad napona na LED (U_HL) je 2V.

Tada je sasvim očito da će ograničavajući otpornik dobiti napon (U-U_HL), - dva volta je "pojela" sama LED. Tada će otpor ograničavajućeg otpornika biti

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

Ne zaboravite na SI sistem: napon u voltima, struja u amperima, rezultat u omima. Ako je LED uključen tranzistorom, tada u prvom zagradi treba oduzeti napon dijela kolektor-emiter otvorenog tranzistora od napona napajanja. Ali, u pravilu, to niko nikada ne radi, ovdje nije potrebna preciznost do stotih postotaka i neće raditi zbog raspršenosti parametara dijelova. Sve kalkulacije u elektronska kola dati približne rezultate, ostalo se mora postići otklanjanjem grešaka i konfiguracijom.

Trobojne LED diode

Pored dvobojnih LED dioda, nedavno su široko rasprostranjene i trobojne (RGB) LED diode. Njihova osnovna namjena je dekorativna rasvjeta na binama, zabavama, novogodišnjim proslavama ili diskotekama. Takve LED diode imaju tijelo sa četiri terminala, od kojih je jedan obična anoda ili katoda, ovisno o konkretnom modelu.

Ali jedna ili dvije LED diode, čak i one trobojne, od male su koristi, pa ih morate kombinirati u girlande, a za upravljanje girlandama koristite sve vrste kontrolnih uređaja, koji se najčešće nazivaju kontroleri.

Sastavljanje vijenaca od pojedinačnih LED dioda je dosadno i nezanimljivo. Stoga u poslednjih godina industrija je počela proizvoditi trake na bazi trobojnih (RGB) LED dioda. Ako se jednobojne trake proizvode za napon od 12V, tada je radni napon trobojnih traka često 24V.

LED trake su označene naponom jer već sadrže ograničavajuće otpornike, pa se mogu spojiti direktno na izvor napona. Izvori za se prodaju na istom mjestu kao i kasete.

Specijalni kontroleri se koriste za upravljanje trobojnim LED diodama i trakama za stvaranje različitih svjetlosnih efekata. Uz njihovu pomoć moguće je jednostavno prebacivanje LED dioda, podešavanje svjetline, kreiranje različitih dinamičkih efekata, kao i crtanje uzoraka, pa čak i slika. Stvaranje ovakvih kontrolera privlači mnoge radio-amatere, naravno one koji znaju pisati programe za mikrokontrolere.

Koristeći trobojni LED, možete dobiti gotovo svaku boju, jer se boja na TV ekranu takođe dobija mešanjem samo tri boje. Ovdje je prikladno podsjetiti se na još jedan razvoj japanskih radio-amatera. Ona dijagram strujnog kola prikazano na slici 5.

Slika 5. Dijagram povezivanja LED u tri boje

Snažna 1W trobojna LED dioda sadrži tri emitera. Sa vrijednostima otpornika prikazanim na dijagramu, boja sjaja je bijela. Odabirom vrijednosti otpornika moguća je mala promjena nijanse: od hladno bijele do toplo bijele. U autorskom dizajnu, lampa je dizajnirana da osvjetljava unutrašnjost automobila. Sigurno bi oni (Japanci) trebali biti tužni! Kako ne biste brinuli o održavanju polariteta, diodni most je predviđen na ulazu uređaja. Uređaj je montiran na matičnu ploču i prikazan je na slici 6.

Slika 6. Razvojna ploča

Sljedeći razvoj japanskih radio-amatera također je automobilske prirode. Ovaj uređaj za osvjetljavanje registarske tablice, naravno, bijelim LED diodama prikazan je na slici 7.

Slika 7. Šema uređaja za osvjetljavanje registarske tablice na bijelim LED diodama

Dizajn koristi 6 moćnih, ultra svijetlih LED dioda s maksimalnom strujom od 35mA i svjetlosnim tokom od 4lm. Da bi se povećala pouzdanost LED dioda, struja kroz njih je ograničena na 27 mA pomoću čipa stabilizatora napona spojenog kao strujni stabilizator.

LED diode EL1...EL3, otpornik R1, zajedno sa mikrokolo DA1 čine stabilizator struje. Stabilna struja kroz otpornik R1 održava pad napona na njemu od 1,25 V. Druga grupa LED dioda je povezana sa stabilizatorom preko potpuno istog otpornika R2, tako da će se i struja kroz grupu LED EL4...EL6 stabilizirati na istom nivou.

Na slici 8 prikazano je kolo pretvarača za napajanje bijele LED diode iz jednog galvanska ćelija sa naponom od 1,5V, što očito nije dovoljno za upalu LED diode. Krug pretvarača je vrlo jednostavan i njime upravlja mikrokontroler. U stvari, mikrokontroler je pulsne frekvencije od oko 40KHz. Da bi se povećao kapacitet opterećenja, pinovi mikrokontrolera su paralelno povezani u paru.

Slika 8.

Shema funkcionira na sljedeći način. Kada su pinovi PB1, PB2 niski, izlazi PB0, PB4 su visoki. U ovom trenutku, kondenzatori C1, C2 su napunjeni na približno 1,4V kroz diode VD1, VD2. Kada se stanje izlaza kontrolera promijeni u suprotno, zbir napona dva napunjena kondenzatora plus napon baterije će se primijeniti na LED. Tako će na LED diodu biti primijenjeno skoro 4,5V u smjeru naprijed, što je sasvim dovoljno da se LED dioda upali.

Takav pretvarač se može sastaviti bez mikrokontrolera, jednostavno na logičkom čipu. Takav dijagram je prikazan na slici 9.

Slika 9.

Generator kvadratnog talasa je montiran na elementu DD1.1, čija je frekvencija određena ocenama R1, C1. Na toj frekvenciji LED će treptati.

Kada je izlaz elementa DD1.1 visoki nivo izlaz DD1.2 je prirodno visok. U ovom trenutku, kondenzator C2 se puni kroz diodu VD1 iz izvora napajanja. Put punjenja je sljedeći: plus napajanje - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - minus napajanje. U ovom trenutku, na bijelu LED diodu se primjenjuje samo napon baterije, što nije dovoljno da se LED dioda upali.

Kada nivo na izlazu elementa DD1.1 postane nizak, na izlazu DD1.2 se pojavljuje visoki nivo, što dovodi do blokiranja diode VD1. Stoga se napon na kondenzatoru C2 zbraja sa naponom baterije i ovaj zbir se primjenjuje na otpornik R1 i LED HL1. Ova količina napona je sasvim dovoljna da upali HL1 LED. Zatim se ciklus ponavlja.

Kako testirati LED

Ako je LED nova, onda je sve jednostavno: terminal koji je malo duži je pozitivan ili anoda. To je ono što se mora spojiti na pozitiv izvora napajanja, naravno ne zaboravljajući na ograničavajući otpornik. Ali u nekim slučajevima, na primjer, LED dioda je zalemljena sa stare ploče i njegovi vodovi su iste dužine, potreban je test kontinuiteta.

Multimetri se u takvoj situaciji ponašaju pomalo neshvatljivo. Na primjer, multimetar DT838 u načinu testiranja poluvodiča može jednostavno lagano upaliti LED diodu koja se testira, ali indikator pokazuje prekid.

Stoga je u nekim slučajevima bolje provjeriti LED diode spajanjem ih preko ograničavajućeg otpornika na izvor napajanja, kao što je prikazano na slici 10. Vrijednost otpornika je 200...500 Ohma.

Slika 10. LED testni krug

Slika 11. Redoslijed LED dioda

Izračunavanje otpora ograničavajućeg otpornika je jednostavno. Da biste to učinili, trebate zbrojiti naprijed napon na svim LED diodama, oduzeti ga od napona izvora napajanja i podijeliti rezultujući ostatak sa datom strujom.

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

Pretpostavimo da je napon napajanja 12V, a pad napona na LED diodama 2V, 2.5V i 1.8V. Čak i ako su LED diode uzete iz iste kutije, još uvijek može doći do takvog raspršivanja!

U skladu sa uslovima problema, struja je podešena na 20 mA. Sve što ostaje je zamijeniti sve vrijednosti u formulu i naučiti odgovor.

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



Slika 12. Paralelno povezivanje LED dioda

Na lijevom fragmentu sve tri LED diode su povezane preko jednog otpornika koji ograničava struju. Ali zašto je ova šema precrtana, koji su njeni nedostaci?

Ovdje dolazi do izražaja varijacija u LED parametrima. Najveća struja će teći kroz LED čiji je pad napona manji, odnosno manji i unutrašnji otpor. Stoga, ovim uključivanjem neće biti moguće postići ujednačen sjaj LED dioda. Zbog toga ispravnu šemu treba prepoznati dijagram prikazan na slici 12 desno.