Ev · Aydınlatma · iki renkli diyot. LED'lerin elektronik devrelerde kullanımı

iki renkli diyot. LED'lerin elektronik devrelerde kullanımı

Bir keresinde benden renk değiştirebilen bir lamba yapmamı istediler, çünkü tek renkli olan çok çabuk sıkıcı olabiliyor: kısacası gece lambası gibi bir şey. Elbette bu makalede açıklanan arkadan aydınlatma yöntemi de aşağıdakiler için çok uygundur: iç mekan aydınlatması bilgisayar, bu nedenle bu makale hem tasarım fikirleri açısından hem de modlama hayranları için ilgi çekici olabilir.

Bir şekilde, geçiş anahtarları ve üç LED'li sıradan üç renkli bir lamba yapmak istemedim, çünkü renk sayısı LED sayısıyla sınırlı olmadığında çok daha ilginç.

Gerekli malzemeler:

  1. 4000 mCd parlaklığa sahip 8 mm çapında üç renkli süper parlak RGB LED (veya 3 - 5 mm çapında 3 süper parlak LED: mavi, yeşil, kırmızı).
  2. Yük kapalıyken 0 - 1,5 kOhm değişken dirençler - 3 adet.
  3. Dört çekirdekli tel
  4. Pleksiglas küp 30x30x30 mm
  5. Radyo cihazları için muhafaza
  6. 3 ayar düğmesi
  7. Kapak plastik şişe(veya PC hoparlöründen bir mıknatıs)
  8. Düzenlenmiş güç kaynağı (bu cihaza bir bilgisayardan güç sağlayacaksanız, bir USB kablosu veya bir güç ayırıcı (molex) alın)
  9. Isıyla büzüşen veya yalıtım boruları
  10. siyah elektrik bandı

Aletler:

  1. Oymacı (diğer adıyla Dremel) - prensip olarak onsuz yapabilirsiniz
  2. tutkal tabancası
  3. Dosya seti
  4. Delmek
  5. Dosyalar
  6. Zımpara kağıdı
  7. Pense
  8. Yan kesiciler
  9. tabanca bıçağı
  10. Çakmak
  11. Küçük bir fantezi

Öyleyse başlayalım.

Öncelikle üç renkli bir LED düşünün. 4 çıkışı vardır: ortak (+) ve renkten sorumlu 3 bacak. Bacaklardan birine bir eksi bağladığınızda LED mavi, yeşil veya kırmızı yanacaktır. Şuna benziyor:

Yakından bakarsanız LED muhafazanın içindeki ayaklardan birinin T şekli- bu ortaktır (+). Bacakların fotoğrafında soldan sağa: kırmızı (-), ortak (+), mavi (-), yeşil (-). Satışta üç renkli bir LED bulamadıysanız artı bacaklarını birbirine lehimleyerek onu üç tek renkli LED ile değiştirebilirsiniz.

Aslında aynı tavanın altından aynı anda parlayacak ve tek renk halinde birleşerek ihtiyacımız olanı verecek olan LED'in üç renginin her birinin parlaklığı değiştirilerek lambanın istenilen rengi elde edilebilir.

Parlaklık kontrolü, her biri LED'in renkli bacaklarına seri olarak bağlanacak olan değişken dirençler tarafından gerçekleştirilecektir.

Değişken direncin 3 çıkışı vardır:

Orta bacak genel bir sonuçtur. Düğmeyi saat yönünde çevirdiğinizde, birinci bacak ile ikinci (orta bacak) arasındaki direnç artacak, ikinci ve üçüncü arasındaki direnç azalacaktır. İkinci ve üçüncü bacakları kullanmak en uygunudur - düğmeyi saat yönünde çevirerek bu direncin bağlanacağı bacağın renginin parlaklığı artacaktır.

Renk kontrol ünitesini uzaktan yapmaya karar verdiğimden radyo cihazları için bir kasa satın almak zorunda kaldım. Boyutu, 3 değişken direnci barındıracak kadar olmalıdır. Mesela dirençlerimin yuvarlak kısmının çapı 15 mm olduğundan küçük bir kasa seçildi. Düşük güçlü dirençler küçük boy, aynen böyle ve yeterli olacak. Vücut plastik kutu vidalara tutturulmuş bir kapakla:

Öncelikle kulpların yerini seçip telin renk kontrol ünitesine hangi taraftan girip hangi taraftan çıkacağına karar vermeniz gerekiyor. Daha sonra deliklerin merkezlerini işaretliyoruz (bunu bir baykuşla yapmak çok uygundur). Delmeden önce işaretlemeyi işaretlemeniz gerekir. Bu, 3 mm çapında bir matkapla birkaç kez manuel olarak kaydırılarak yapılabilir. Şimdi düşük hızlarda bir matkapla tel için delikler açıyoruz. Büyük olanları delerseniz plastik eriyecek ve çıkarılması gerekecek. Deliğin boyutu doğal olarak tellerin çapına bağlı olacaktır.

Ayar düğmeleri için delik açmadan önce değişken dirençlerin montaj yöntemini belirliyoruz. Bunun bir yolu üzerine binmektir baskılı devre kartı ve ardından braketlerle kasanın iç duvarlarına sabitleyin. Bu durumda kulplar sırasıyla gövdeye derinleştirilir, bunlara delikler açılır. Kullandığım tutamaçlar şuna benziyor:

Eğer yapıyorsan Yüzey Montajı, o zaman değişken dirençlerin montajı için kasaya basitçe delikler açabilirsiniz, ben de bunu yaptım. Örneğin benim için sapın tamamen açık olması daha kullanışlı. Tüm delikler açıldığında iğne eğeleri ile çapakları temizliyoruz.

Güç kaynağına gelince - burada örneğin 1,5 V'luk artışlarla 1,5 ila 12 V arasında ayarlanabilir bir güç kaynağı alabilirsiniz.

Voltaj LED ile eşleşecek şekilde ayarlanmalıdır. Tipik olarak bu LED'ler 3V'tur, dolayısıyla ek bir direnç koymaya gerek yoktur. Şahsen ben güç kaynağı olarak Motorola C350 şarjını seçtim ve diyotun her negatif ayağına 150 Ohm'luk bir direnç koydum.

Cihazımızı bir bilgisayara bağlarsak, güç ayırıcıdan (molex) veya USB kablosundan çalıştırılabilir.

Bilmeyenler için molexteki kırmızı kablo +5 V, siyah olan ise topraktır. Veya bir USB kablosu alın ve gereksiz fişi keserek yalnızca USB çıkışını bırakın. Temizle. 4 kablo olacaktır: siyah (toprak), kırmızı (+5 V), yeşil ve beyaz (bunları yalıttığınızdan emin olun: bizim için yararlı olmayacaklar). Güç kaynağı 5 V ve LED 3 V olduğu için her LED renkli ayağına bir direnç koyuyoruz. Bu durumda, her biri 150 ohm'dur (bir miktar marjla almak daha iyidir).

Her LED'in kendine ait bir parlaklık rengi vardır. Yarı iletkenin malzemesine bağlıdır ve cihazın çalışması sırasında değişmez. Çok renkli LED'ler yapmak için farklı renkler yayan birkaç kristali bir araya getirmeniz gerekir.

İki renkli LED nasıl çalışır?

İki renkli LED adı, cihazın bir şekilde özel olarak renklendirilmesinden değil, iki renkte parlayabildiğinden geldi. Ayrı olarak dahil edilirler. Örneğin kırmızı-yeşil bir lambadan bahsediyorsak ilk başta sadece kırmızı yanar, sonra kırmızı söner ve yeşil yanar. Bu özellik cihaz cihazıyla ilişkilidir.

Tüm iki renkli LED'ler iki pimden yapılmıştır. Akımın lambadan hangi yöne aktığına bağlı olarak renk değişir. Böyle bir cihazın şeması oldukça anlaşılır. Bir direnç ve birbirine bağlı iki diyot içerir. Diyotlar paralel bağlanır. Akım ileri yönde aktığında bir diyot kilitlenir ve yanmaz. Akımın ters yönü ile her şey tam tersi şekilde tekrarlanır.

LED'ler için saf renk seti sınırlıdır. Bilim insanları büyük çabalar harcayarak gökkuşağının renklerine benzer renkler üreten kristaller yaratmayı başardılar. Orada:

  • kırmızı;
  • turuncu (kehribar);
  • sarı;
  • yeşil;
  • mavi

Ve kaç ton. Milyonlarca diğer ton gibi beyaz da bunların kombinasyonunun sonucudur.

Üç renkli LED'in çalışma prensibi

Üç renkli LED'ler için biraz farklı bir şema sağlanmıştır. Ortak bir katot ve iki anot terminaline sahiptir. Aynı anda iki LED'i açabiliyor. Bu durumda kırmızı ve yeşil ışıklar aynı anda yanabilir ve sonucunu göreceğiz. ortak çalışma- sarı.

Bir darbe modülatörü yardımıyla ( özel cihaz) ışığın yoğunluğunu değiştirir ve bu da LED'in renk tonunu değiştirir. Aşırı yüklenmeyi önlemek için her diyotun kendi direnci vardır.

Üç renkli şema, iki renkli şemaya göre daha fazla talep görüyor ve bu anlaşılabilir bir durum. Aynı kaynaklarla önemli ölçüde daha fazla olasılık vardır. Bu şema toplamanızı sağlar ucuz lambalar geniş bir spektrumdaki ışığı değiştiriyor.

Üç adet çok renkli LED'li bir devre monte edilerek beyaz ışık da dahil olmak üzere daha da fazla ton elde edilir. Bu ünlü RGB ortak anotlu devre. Dışarıdan, üç renkli bir lamba, dört sonucun varlığıyla hemen tanınabilir, ayrıca buna karşılık gelen işaretin mutlaka yapıştırılması gerekir.

Teorik olarak birçok kristali tek bir pakette veya tek bir kartta birleştirip çok renkli parlak LED'ler elde edebilirsiniz. Ancak pratikte yukarıda listelenen üç renk şemasından biri kullanılır.

Başvuru

Çok geniş olmayan emisyon spektrumlarına rağmen, iki renkli LED'ler enstrümantasyonda kendi yerini buluyor. Işıklı sinyalizasyonda, odaların dekorasyonunda, reklamlarda kullanılırlar. İki renkli LED'ler, güç kaynağı tarafından çalıştırılan motorun dönüşünün göstergeleridir. doğru akım. Dönmenin hangi yönde gerçekleştiğini gösterirler.

İki kristal üzerinde çalışan üç renkli LED'ler için de benzer bir uygulama bulunur. Üç kristalli lambalara göre avantajları nispeten düşük maliyetleridir. Aynı zamanda cihazların olanakları da oldukça geniştir.

Böyle bir LED'in çalışması, bir gösterge ışığıyla iyi bir şekilde gösterilmiştir. şarj cihazı kameralarımız, telefonlarımız, tabletlerimiz ve daha birçok cihazımız. Pil azaldığında kırmızı, tam şarj olduğunda yeşil renkte yanar.

Herkes LED'lere aşinadır. Onlarsız, basitçe düşünülemez. modern teknoloji. Bu LED ışıklar ve lambalar, çeşitli çalışma modlarının göstergesi Ev aletleri, bilgisayar monitörlerinin, TV'lerin ekranlarının arkadan aydınlatılması ve hemen hatırlayamayacağınız diğer birçok şey. Bu cihazların tümü, görünür radyasyon aralığında çeşitli renklerde LED'ler içerir: kırmızı, yeşil, mavi (RGB), sarı, beyaz. Modern teknolojiler hemen hemen her rengi elde etmenizi sağlar.

Görünür ışık yayan diyotların yanı sıra kızılötesi ve ultraviyole ışık yayan diyotlar da vardır. Bu tür LED'lerin ana uygulama alanı otomasyon ve kontrol cihazlarıdır. Hatırlamak yeterli. İlk uzaktan kumandalı modeller yalnızca TV'leri kontrol etmek için kullanılıyordu, şimdi ise duvar ısıtıcılarını, klimaları, fanları ve hatta kontrol etmek için kullanılıyorlar. mutfak aletleriörneğin çok pişiricili tencereler ve ekmek yapma makineleri.

Peki LED nedir?

Aslında alışılmış olandan çok da farklı değil - yine de Pn kavşağı ve tek yönlü iletimin aynı temel özelliği. Gibi p-n'yi öğreniyorum geçiş, tek taraflı iletkenliğe ek olarak, bu geçişin birkaç ek özelliğe sahip olduğu ortaya çıktı. Yarı iletken teknolojisinin gelişimi sırasında bu özellikler araştırıldı, geliştirildi ve iyileştirildi.

Yarı iletkenlerin gelişimine büyük katkı Sovyet radyo fizikçisi (1903 - 1942) tarafından yapıldı. 1919'da ünlü ve hala bilinen Nizhny Novgorod radyo laboratuvarına girdi ve 1929'dan itibaren Leningrad Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nde çalıştı. Bilim adamının faaliyetlerinden biri, yarı iletken kristallerin zayıf, zar zor fark edilen parıltısının incelenmesiydi. Tüm modern LED'ler bu etki üzerinde çalışır.

Bu zayıf parıltı, akım p-n ekleminden ileri yönde geçtiğinde meydana gelir. Ancak şu anda, bu fenomen o kadar çok araştırıldı ve geliştirildi ki, bazı LED'lerin parlaklığı, kör olmanızı sağlayacak kadardır.

LED'lerin renk gamı ​​çok geniştir; gökkuşağının hemen hemen tüm renkleri. Ancak LED muhafazasının rengi değiştirilerek renk hiç elde edilmiyor. Bu, p-n bağlantısına katkı maddeleri eklenerek elde edilir. Örneğin, az miktarda fosfor veya alüminyumun eklenmesi, kırmızı ve sarı tonlarındaki renklerin elde edilmesini mümkün kılarken, galyum ve indiyum yeşilden yeşile ışık yayar. Mavi renk. LED'in mahfazası şeffaf veya mat olabilir, eğer mahfaza renkliyse, bu sadece renge karşılık gelen bir ışık filtresidir parıltı p-n geçiş.

İstenilen rengi elde etmenin başka bir yolu da fosforun eklenmesidir. Fosfor, diğer radyasyonlara, hatta kızılötesine maruz kaldığında görünür ışık üreten bir maddedir. Bunun klasik bir örneği lambalardır. gün ışığı. LED'ler durumunda Beyaz renk mavi parıltılı bir kristale fosfor eklenerek elde edilir.

Radyasyon yoğunluğunu arttırmak için neredeyse tüm LED'lerde odaklama merceği bulunur. Çoğunlukla küresel şekle sahip şeffaf bir gövdenin ucu mercek olarak kullanılır. Kızılötesi LED'lerde lens bazen opak, dumanlı gri renkte görünür. olmasına rağmen Son zamanlarda kızılötesi LED'ler basit bir şekilde şeffaf kutu içerisinde üretilir, çeşitli uzaktan kumandalarda kullanılan LED'lerdir.


Çift renkli LED'ler

Ayrıca hemen hemen herkes tarafından bilinir. Örneğin bir şarj cihazı cep telefonu: Şarj sırasında gösterge kırmızı yanar ve şarj tamamlandığında yeşile döner. Bu gösterge, iki renkli LED'lerin varlığı nedeniyle mümkündür. farklı şekiller. İlk tip üç pinli LED'lerdir. Bir muhafaza, Şekil 1'de gösterildiği gibi, örneğin yeşil ve kırmızı olmak üzere iki LED içerir.

Şekil 1. İki renkli LED'in bağlantı şeması

Şekilde iki renkli LED'li bir devrenin bir parçası gösterilmektedir. Bu durumda, ortak katotlu üç pimli bir LED (ortak anotlar da vardır) ve bağlantısı gösterilmektedir. Bu durumda LED'lerden birini veya diğerini veya her ikisini birden aynı anda açabilirsiniz. Örneğin kırmızı olacak veya yeşil renk ve iki LED'i aynı anda açtığınızda sarı renk alırsınız. Her LED'in parlaklığını ayarlamak için aynı zamanda PWM modülasyonunu kullanırsanız, birkaç ara renk tonu elde edebilirsiniz.

Bu devrede, sınırlayıcı dirençlerin her LED için ayrı ayrı dahil edilmesine dikkat etmelisiniz, ancak ortak bir çıkışa dahil edilerek bundan vazgeçilebileceği görülüyor. Ancak bu eklemeyle birlikte bir veya iki LED açıldığında LED'lerin parlaklığı değişecektir.

LED için hangi voltaja ihtiyaç vardır Bu soru oldukça sık duyulabilir, LED'in çalışmasının özelliklerini bilmeyenler veya sadece elektrikten çok uzak kişiler tarafından sorulur. Aynı zamanda LED'in voltajla değil akımla kontrol edilen bir cihaz olduğunu da açıklamak gerekir. LED'i en az 220V açabilirsiniz, ancak içinden geçen akım izin verilen maksimum değeri aşmamalıdır. Bu, LED'e seri olarak bir balast direnci bağlanarak elde edilir.

Ancak yine de voltajı hatırlayarak, LED'lerin ileri voltajı büyük olduğundan bunun da büyük bir rol oynadığı unutulmamalıdır. Geleneksel bir silikon diyot için bu voltaj 0,6 ... 0,7 V civarındaysa, LED için bu eşik iki volt ve üzeri ile başlar. Bu nedenle 1,5V voltajdan LED yanamaz.

Ancak 220V anlamına gelen bu eklemeyle, LED'in ters voltajının oldukça küçük olduğu, birkaç on volttan fazla olmadığı unutulmamalıdır. Bu nedenle LED'in yüksek ters voltajdan korunması için özel önlemler alınır. En kolay yol sayaçtır - paralel bağlantı koruyucu diyot, aynı zamanda çok yüksek voltaj da olmayabilir, örneğin KD521. Etki altında alternatif akım voltajı diyotlar dönüşümlü olarak açılır, böylece birbirlerini yüksek ters voltajdan korurlar. Koruyucu diyotu açma devresi Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2. Bağlantı şeması LED'e paralel koruyucu diyot

Bicolor LED'ler ayrıca iki terminalli paket halinde de mevcuttur. Bu durumda parıltının rengindeki değişiklik, akımın yönü değiştiğinde meydana gelir. Klasik örnek- DC motorun dönme yönünün göstergesi. Bu durumda, bir sınırlayıcı direncin mutlaka LED'e seri olarak bağlanması unutulmamalıdır.

Son zamanlarda, LED'in içine basitçe bir sınırlayıcı direnç yerleştirildi ve ardından örneğin mağazadaki fiyat etiketlerine bu LED'in 12V olduğu yazılıyor. Ayrıca yanıp sönen LED'ler voltajla işaretlenir: 3V, 6V, 12V. Bu tür LED'lerin içinde bir mikrodenetleyici vardır (şeffaf bir kasadan bile görülebilir), bu nedenle yanıp sönme sıklığını değiştirmeye yönelik herhangi bir girişim sonuç vermez. Bu işaretlemeyle LED'i belirtilen voltaj için doğrudan güç kaynağına açabilirsiniz.

Japon radyo amatörlerinin gelişmeleri

Görünüşe göre amatör radyo sadece ülkelerde uygulanmıyor eski SSCB ama aynı zamanda Japonya gibi bir "elektronik ülkede". Elbette sıradan bir Japon radyo amatörü bile çok karmaşık cihazlar yaratamaz, ancak devrenin bireysel çözümleri ilgiyi hak ediyor. Bu kararların hangi şemada yeterli olup olmadığı faydalı olabilir.

İşte LED kullanan nispeten basit cihazlara genel bir bakış. Çoğu durumda kontrol mikrodenetleyiciler tarafından gerçekleştirilir ve bunun üstesinden gelmek mümkün değildir. Basit bir devre için bile, kısa bir program yazmak ve denetleyiciyi bir DIP-8 paketine lehimlemek, birkaç mikro devreyi, kapasitör ve transistörü lehimlemekten daha kolaydır. Bazı mikrodenetleyicilerin hiçbir eklenti olmadan çalışabilmesi de ilgi çekicidir.

Çift renkli LED kontrol devresi

Japon radyo amatörleri, güçlü iki renkli LED'i kontrol etmek için ilginç bir şema sunuyor. Daha doğrusu iki tane var güçlü LED'ler 1A'ya kadar akım ile. Ancak güçlü iki renkli LED'lerin de olduğu varsayılmalıdır. Devre Şekil 3'te gösterilmiştir.

Şekil 3. Güçlü iki renkli LED'in sürüş şeması

TA7291P çipi, küçük güçlü DC motorları kontrol etmek için tasarlanmıştır. Çeşitli modlar sağlar: ileri dönüş, geri dönüş, durma ve frenleme. Mikro devrenin çıkış aşaması, yukarıdaki tüm işlemleri gerçekleştirmenize olanak tanıyan bir köprü devresine göre monte edilmiştir. Ama biraz hayal gücü kullanmaya değerdi ve işte buradasınız, mikro devrenin yeni bir mesleği var.

Mikro devrenin mantığı oldukça basittir. Şekil 3'te görebileceğiniz gibi, mikro devrenin iki güçlü LED'in bağlı olduğu 2 girişi (IN1, IN2) ve iki çıkışı (OUT1, OUT2) vardır. Giriş 1 ve 2'deki mantık seviyeleri aynı olduğunda (00 veya 11 olursa olsun), çıkış potansiyelleri eşittir, her iki LED de kapalıdır.

Girişlerdeki farklı mantık seviyelerinde mikro devre aşağıdaki gibi çalışır. Girişlerden birinin, örneğin IN1'in mantık seviyesi düşükse, OUT1 çıkışı, ortak tel. LED HL2'nin direnç R2 üzerinden katotu da ortak bir kabloya bağlanır. Bu durumda OUT2 çıkışındaki voltaj (IN2 girişinde mantıksal bir birim varsa) bu durumda HL2 LED'inin parlaklığını ayarlamanıza olanak tanıyan V_ref girişindeki voltaja bağlıdır.

Bu durumda, V_ref voltajı, çıkışa bağlı LED'in parlaklığını ayarlayan bir entegre devre R1C1 kullanılarak mikro denetleyiciden gelen PWM darbelerinden elde edilir. Mikrodenetleyici ayrıca çok çeşitli ışık tonları ve LED kontrol algoritmaları elde etmenizi sağlayan IN1 ve IN2 girişlerini de kontrol eder. Direnç R2'nin direnci limite göre hesaplanır kabul edilebilir akım LED'ler. Bunun nasıl yapılacağı aşağıda açıklanacaktır.

Şekil 4'te gösterilenler iç organizasyon mikroçip TA7291P, blok şeması. Devre doğrudan veri sayfasından alınmıştır, dolayısıyla yük olarak bir elektrik motorunu gösterir.


Şekil 4

Blok diyagrama göre yükteki akım yollarını izlemek ve çıkış transistörlerinin nasıl kontrol edileceğini izlemek kolaydır. Transistörler çapraz olarak çiftler halinde açılır: (sol üst + sağ alt) veya (sağ üst + sol alt), motorun yönünü ve hızını değiştirmenize olanak tanır. Bizim durumumuzda LED'lerden birini yakın ve parlaklığını kontrol edin.

Alttaki transistörler IN1, IN2 sinyalleri tarafından kontrol edilir ve köprü köşegenlerini açıp kapatmak için tasarlanmıştır. Üst transistörler Vref sinyali tarafından kontrol edilir, çıkış akımını düzenlerler. Basitçe kare olarak gösterilen kontrol devresi aynı zamanda bir koruma devresi de içerir. kısa devre ve diğer öngörülemeyen durumlar.

Bu hesaplamalarda her zaman olduğu gibi Ohm kanunu yardımcı olacaktır. Hesaplama için ilk verilerin şu şekilde olmasına izin verin: besleme voltajı (U) 12V, LED'den geçen akım (I_HL) 10mA, LED, herhangi bir transistör ve mikro devre olmadan bir açık gösterge olarak bir voltaj kaynağına bağlanır. LED voltaj düşüşü (U_HL) 2V.

O zaman sınırlama direncinin bir voltaja (U-U_HL) sahip olacağı oldukça açıktır - LED'in kendisi iki volt "yedi". Daha sonra sınırlayıcı direncin direnci olacaktır.

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

SI sistemini unutmayın: volt cinsinden voltaj, amper cinsinden akım, ohm cinsinden sonuç. LED bir transistör tarafından açılırsa, ilk brakette açık transistörün toplayıcı-yayıcı bölümünün voltajı besleme voltajından çıkarılmalıdır. Ancak, kural olarak, hiç kimse bunu yapmaz, burada yüzde yüzde biri kadar doğruluk gerekli değildir ve parçaların parametrelerinin yayılması nedeniyle işe yaramayacaktır. Tüm hesaplamalar elektronik devreler yaklaşık sonuçlar verir, geri kalanı hata ayıklama ve ayarlama yoluyla elde edilmelidir.

Üç renkli LED'ler

Son zamanlarda iki rengin yanı sıra üç renkli (RGB) LED'ler de yaygınlaştı. Ana amaçları sahnelerde, partilerde, yılbaşı kutlamalarında veya diskolarda dekoratif aydınlatmadır. Bu tür LED'ler, belirli modele bağlı olarak biri ortak anot veya katot olan dört terminalli bir pakete sahiptir.

Ancak bir veya iki LED, hatta üç renkli olanlar bile pek işe yaramaz, bu nedenle bunları çelenkler halinde birleştirmeniz ve çelenkleri kontrol etmek için çoğunlukla denetleyici olarak adlandırılan her türlü kontrol cihazını kullanmanız gerekir.

Bireysel LED'lerden oluşan çelenklerin montajı sıkıcı ve ilgi çekici değildir. Bu nedenle, son yıllar endüstri üç renkli (RGB) LED'lere dayalı bantların yanı sıra üretmeye başladı. 12V voltaj için tek renkli bantlar üretiliyorsa, üç renkli bantların çalışma voltajı genellikle 24V olur.

LED şeritler, zaten sınırlayıcı dirençler içerdikleri için voltajla işaretlenir, böylece doğrudan bir voltaj kaynağına bağlanabilirler. Kaynaklar kasetlerle aynı yerde satılmaktadır.

Çeşitli aydınlatma efektleri oluşturmak amacıyla üç renkli LED'leri ve şeritleri kontrol etmek için özel kontrolörler kullanılır. Onların yardımıyla LED'leri kolayca değiştirmek, parlaklığı ayarlamak, çeşitli dinamik efektler oluşturmak, desenler ve hatta resimler çizmek mümkündür. Bu tür kontrolörlerin oluşturulması, doğal olarak mikrokontrolörler için program yazmayı bilen birçok radyo amatörünün ilgisini çekmektedir.

Üç renkli LED yardımıyla hemen hemen her rengi elde edebilirsiniz çünkü TV ekranındaki renk de yalnızca üç rengin karıştırılmasıyla elde edilir. Burada Japon radyo amatörlerinin bir başka gelişimini hatırlamakta fayda var. O devre şemasıŞekil 5'te gösterilmiştir.

Şekil 5. Üç renkli LED'in bağlantı şeması

Güçlü 1W üç renkli LED, üç yayıcı içerir. Diyagramda belirtilen direnç değerleri ile ışımanın rengi beyazdır. Dirençlerin değerlerini seçerek gölgede bir miktar değişiklik mümkündür: soğuk beyazdan sıcak beyaza. Yazarın tasarımında lamba, arabanın içini aydınlatmak için tasarlanmıştır. Onlar (Japonlar) üzülürler mi? Polariteyi gözlemleme endişesini ortadan kaldırmak için cihazın girişinde bir diyot köprüsü bulunmaktadır. Cihaz bir devre tahtası üzerine monte edilmiştir ve Şekil 6'da gösterilmektedir.

Şekil 6. Geliştirme kurulu

Japon radyo amatörlerinin bir sonraki gelişimi de otomotiv niteliğindedir. Plakayı elbette beyaz LED'lerle aydınlatmak için kullanılan bu cihaz Şekil 7'de gösterilmektedir.

Şekil 7. Plakanın beyaz LED'lerde arkadan aydınlatılması için cihazın şeması

Tasarım, maksimum 35mA akım ve 4lm ışık akısı olan 6 güçlü süper parlak LED kullanır. LED'lerin güvenilirliğini artırmak için, akım dengeleyici devresinde bulunan bir voltaj dengeleyici mikro devresi kullanılarak içlerinden geçen akım 27mA ile sınırlıdır.

LED'ler EL1 ... EL3, direnç R1, DA1 yongasıyla birlikte bir akım dengeleyici oluşturur. Direnç R1'den geçen sabit bir akım, direnç boyunca 1,25V'luk bir voltaj düşüşünü korur. İkinci LED grubu, stabilizatöre tamamen aynı direnç R2 aracılığıyla bağlanır, böylece EL4 ... EL6 LED grubundan geçen akım da aynı seviyede stabilize edilecektir.

Şekil 8, bir beyaz LED'e güç sağlamak için bir dönüştürücü devresini göstermektedir. galvanic hücre 1,5V voltajla, bu açıkça LED'i yakmak için yeterli değil. Dönüştürücü devresi oldukça basittir ve bir mikrodenetleyici tarafından kontrol edilir. Aslında mikro denetleyici yaklaşık 40 kHz'lik bir darbe frekansına sahiptir. Yük kapasitesini arttırmak için mikrodenetleyici çıkışları çiftler halinde paralel bağlanır.

Şekil 8

Şema aşağıdaki gibi çalışır. PB1, PB2 çıkışları düşük olduğunda, PB0, PB4 çıkışları yüksektir. Bu sırada, VD1, VD2 diyotları aracılığıyla C1, C2 kapasitörleri yaklaşık 1,4V'a kadar şarj edilir. Kontrol cihazı çıkışlarının durumu tersine çevrildiğinde, yüklü iki kapasitörün voltajları artı akü voltajının toplamı LED'e uygulanacaktır. Böylece LED'e ileri yönde neredeyse 4,5V uygulanacaktır ki bu da LED'i yakmak için oldukça yeterlidir.

Böyle bir dönüştürücü, mikrodenetleyici olmadan sadece bir mantık çipi üzerine monte edilebilir. Böyle bir şema Şekil 9'da gösterilmektedir.

Şekil 9

DD1.1 elemanı üzerine, frekansı R1, C1 değerlerine göre belirlenen dikdörtgen bir salınım jeneratörü monte edilmiştir. LED bu frekansta yanıp sönecektir.

Çıkış elemanı DD1.1 olduğunda yüksek seviye DD1.2 çıkışında doğal olarak yüksektir. Bu sırada C2 kapasitörü, güç kaynağından gelen VD1 diyotu aracılığıyla şarj edilir. Şarj yolu şu şekildedir: artı güç kaynağı - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - eksi güç kaynağı. Bu sırada beyaz LED'e sadece akü voltajı uygulanıyor ve bu da LED'i yakmaya yetmiyor.

DD1.1 elemanının çıkışındaki seviye düştüğünde, DD1.2 çıkışında yüksek bir seviye belirir ve bu da VD1 diyotunun bloke olmasına yol açar. Bu nedenle C2 kondansatörü üzerindeki voltaj akü voltajına eklenir ve bu miktar R1 direncine ve HL1 LED'ine uygulanır. Bu voltaj toplamı HL1 LED'ini açmak için yeterlidir. Daha sonra döngü tekrarlanır.

Bir LED nasıl test edilir

LED yeniyse, her şey basittir: biraz daha uzun olan terminal pozitif veya anottur. Elbette sınırlayıcı direnci unutmadan, güç kaynağının artısına dahil edilmesi gereken kişi odur. Ancak bazı durumlarda, örneğin LED eski karttan lehimlenmiştir ve uçları aynı uzunluktadır, süreklilik gereklidir.

Böyle bir durumda multimetreler biraz anlaşılmaz davranır. Örneğin, yarı iletken test modundaki bir DT838 multimetre, test edilen LED'i hafifçe aydınlatabilir, ancak göstergede açık bir ışık gösterilir.

Bu nedenle, bazı durumlarda LED'leri Şekil 10'da gösterildiği gibi bir sınırlayıcı direnç aracılığıyla güç kaynağına bağlayarak kontrol etmek daha iyidir. Direnç değeri 200 ... 500 Ohm'dur.

Şekil 10. LED test devresi

Şekil 11. LED'lerin sıralı bağlantısı

Sınırlayıcı bir direncin direncini hesaplamak zor değildir. Bunu yapmak için, tüm LED'lerdeki ileri voltajı ekleyin, bunu güç kaynağı voltajından çıkarın ve elde edilen kalanı verilen akıma bölün.

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

Güç kaynağı voltajının 12V olduğunu ve LED'ler arasındaki voltaj düşüşünün 2V, 2,5V ve 1,8V olduğunu varsayalım. LED'ler aynı kutudan alınsa bile yine de böyle bir dağılım olabiliyor!

Sorunun durumuna göre akım 20mA'dir. Formüldeki tüm değerleri değiştirmeye ve cevabı öğrenmeye devam ediyor.

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



Şekil 12. LED'lerin paralel bağlantısı

Sol parçada, üç LED'in tümü bir akım sınırlayıcı direnç aracılığıyla bağlanmıştır. Peki bu planın üzeri neden çizildi, eksiklikleri neler?

LED parametrelerinin dağılımı burada devreye giriyor. En büyük akım, voltaj düşüşü daha küçük olan, yani daha az olan LED'den geçecektir. iç direnç. Dolayısıyla bu eklemeyle LED'lerin eşit bir şekilde parlamasını sağlamak mümkün olmayacaktır. Bu yüzden doğru şemaŞekil 12'de sağda gösterilen devreyi tanımalıdır.