Mengenai penggunaan LED, peranti LED, bagaimana untuk menyalakan LED

Semua orang sudah biasa dengan LED sekarang: lampu LED, lampu LED, reben, dan banyak lagi. Terima kasih kepada usaha pemaju, peranti yang benar-benar eksotik muncul, misalnya, muncung pada paip air.

Secara kebetulan, ia adalah silinder plastik telus: air sejuk dituangkan - di dalam muncung lampu LED biru, menjadi lebih panas - menjadi kuning, dan walaupun air terlalu panas, muncung menjadi merah. Kandungan pengisian dalaman tidak diketahui, tetapi fakta bahawa LED digunakan sebagai elemen pemancar jelas.

LED pertama telah dibangunkan di University of Illinois pada tahun 1962. Pada tahun 1990, LED terang, dan kemudian superbright dilahirkan.

LED itu sendiri sangat mirip dengan dioda penerus konvensional, hanya apabila arus terus menerus melaluinya, kristal semikonduktor mula bercahaya. Nama Inggeris untuk LED adalah diod pemancar cahaya, atau LED, yang secara literal dapat diterjemahkan sebagai diod pemancaran cahaya.

Untuk mendapatkan gelombang radiasi yang berlainan (warna), pelbagai dopan ditambahkan ke semikonduktor. Penambahan aluminium, helium, indium, fosforus menyebabkan kristal memancarkan warna dari merah ke kuning. Untuk mendapatkan cahaya dari biru ke hijau, kristal akan dilaburkan dengan zarah-zarah nitrogen, gallium atau indium.

Pada masa kini, LED putih mungkin yang paling biasa. Pada asasnya, ini adalah produk untuk pencahayaan, dari lampu suluh, cenderamata kepada lampu sorot yang serius untuk pemasangan pada bumbung dan fasad bangunan. Tetapi inilah butiran menarik: dalam alam semula jadi, tidak ada bahan semikonduktor yang boleh bercahaya putih.

Bagaimana untuk berada di sini? Sinaran ultraviolet membantu untuk keluar dari keadaan ini: kristal "ultraviolet" ditutup dengan lapisan fosfor, kira-kira sama seperti yang dilakukan dalam lampu pendarfluor, sebagai akibatnya LED bersinar putih.

Tetapi terdapat juga beberapa serangan hendap. Seperti dalam lampu pendarfluor, fosfor kehilangan sifatnya dari masa ke masa, cahaya menjadi lemah. Walau bagaimanapun, untuk memakai itu berlaku, LED mestilah bersinar selama sekurang-kurangnya setahun, dan mungkin lebih. Oleh itu, dengan mematikan dan mematikan secara berkala, hayat perkhidmatan peranti ini agak besar.

Pada mulanya, LED yang dimaksudkan terutamanya untuk menunjukkan peranti, mereka menggantikan lampu pijar kecil. Faedah di sini tidak boleh dinafikan. Ini adalah penggunaan kuasa yang rendah, voltan bekalan yang rendah, dan juga ketahanan yang tinggi: lampu pijar mempunyai hayat perkhidmatan tidak lebih daripada seribu jam, manakala untuk LED parameter ini berjumlah beberapa puluhan ribu.

Sesetengah sumber mendakwa bahawa LED boleh berfungsi secara berterusan sehingga 11 tahun! Tetapi dalam sesetengah peranti, untuk menggantikan bola lampu, seseorang perlu menggunakan pembongkaran besar kes dan panel paparan keseluruhan. Di sini tukul, pahat dan ibu lain membantu dengan penuh.

Parameter LED tersendiri adalah pelbagai warna, yang menghilangkan keperluan penapis. Berbanding dengan lampu pijar Mentol LED mempunyai kekuatan mekanikal yang meningkat, yang menjadikannya mudah untuk bertolak ansur dengan getaran dan beban kejutan. Dalam had yang munasabah, tentu saja.

Peranti LED

LED pertama dihasilkan dalam kes logam dengan tetingkap telus. Apabila teknologi bertambah baik, badan kapal itu mula dibuat sepenuhnya daripada plastik.Warna plastik, sebagai peraturan, sepadan dengan warna cahaya, tetapi kes telus juga sangat umum. Apa warna LED seperti bersinar, boleh didapati hanya selepas kemasukannya.

Sama seperti diod penerus konvensionalLED mempunyai dua pin anod dan katod. Oleh itu, apabila menyambung, memerhatikan kutub. Output anod, sebagai peraturan, sedikit lebih lama daripada katod, tetapi ini masih LED baru. Jika kaki sudah dipangkas, maka kesimpulan dapat ditentukan oleh multimeter "pepatah": dengan polaritas sambungan yang betul, lampu LED sedikit.

Dalam arah yang bertentangan, peranti harus menunjukkan rintangan besar, hampir terbuka, seperti halnya dengan dioda penerus konvensional. Susunan dalaman LED dalam perumahan telus ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1. Struktur dalaman LED dalam kes telus

Bagaimana untuk menyalakan lampu LED

Sering kali, amatur radio amatur bertanya soalan: "Apakah voltan yang diperlukan untuk menyalakan lampu LED?". Inilah analogi dengan lampu pijar. Lampu ini adalah untuk 220V, dan ini adalah untuk 12. Dalam kes menggunakan LED, tidak boleh dikatakan bahawa LED ini adalah untuk 5V, dan ini adalah untuk 12V. Persoalannya, kenapa begitu?

Hakikatnya ialah LED adalah peranti semasa: perintang yang mengehadkan semasa dihidupkan secara bersiri dengannya, yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2 Rajah pendawaian LED melalui penghalang semasa-penghadkan

Adalah mudah untuk melihat bahawa LED disambungkan kepada sumber DC dengan polariti yang betul: anod disambungkan kepada kutub positif bateri, dan katod melalui perintang yang mengehadkan, masing-masing, kepada negatif. Secara semulajadi, perintang yang mengehadkan juga boleh dimasukkan ke dalam pecahan output anod, kerana litar bersiri!

Sumber DC dalam angka ditunjukkan sebagai sel galvanik dengan voltan tidak lebih daripada satu setengah volt. Malah, ia boleh menjadi bateri sel dengan voltan 12 ... 24V, dan dengan kemasukan yang tepat, malah rangkaian pencahayaan AC 220V. Perkara utama adalah untuk mengehadkan arus langsung melalui LED pada tahap yang dinyatakan dalam dokumentasi teknikal. Untuk kebanyakan LED moden, arus ini adalah 20mA.

Tetapi di sini adalah tepat untuk membuat kenyataan kecil tentang isu voltan LED. Hakikatnya, pada masa ini, untuk tujuan pengurangan peralatan elektronik, pengeluaran LED dengan penghalang pengasingan bersepadu yang bersepadu dalam perumahan telah ditubuhkan. Integrasi ini membolehkan kita untuk mengatakan bahawa LED ini mempunyai voltan kerja 12V, dan yang satu ini hanya 5.

Dengan menandakan ini anda boleh melihat tanda harga di rak pasaran radio. Benar, peranti sedemikian tidak biasa, oleh itu, seseorang tidak boleh melupakan perintang yang mengehadkan.

Terdapat juga kategori LED yang direka untuk voltan operasi tertentu. Ini adalah LED yang berkelip yang mengandungi penjana bersepadu di dalam, yang menjadikan kristal berkedip pada kekerapan yang diberikan. Percubaan untuk menukar frekuensi berkedip dengan bantuan kapasitor luaran dan helah lain pasti akan gagal. Walaupun beberapa perubahan kekerapan boleh dicapai dengan mengubah voltan bekalan.

Jadi, LED berkelip dihasilkan khusus untuk voltan tertentu: voltan tinggi 3 ... 14V, dan voltan rendah 1.8 ... 5V. Pada masa yang sama, penghalang penghadang terbina dalam bagi LED berkelip voltan rendah tidak hadir. Di sini anda perlu menunjukkan perhatian maksimum. Tetapi kembali kepada LED biasa.

Jadi, ia telah dikatakan bahawa arus langsung kebanyakan LED adalah 20 milliamps. Ia adalah mungkin untuk membuat sedikit kurang (hanya kecerahan akan jatuh, dan warna akan sedikit berbeza daripada yang diharapkan), tetapi lebih banyak yang tidak diingini. Ini adalah nilai semasa yang dimaksudkan untuk memberikan penghalang pengehadan yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Untuk mengira nilai rintangan perintang ini, anda perlu mengetahui dua parameter.Pertama, ia adalah voltan bekalan litar (perhatikan, ia adalah SKIM, bukan satu LED) dan, kedua, penurunan voltan langsung pada LED.

Penurunan langsung ini dinyatakan dalam dokumentasi teknikal, dan untuk kebanyakan jenis LED ia berada dalam julat 1.8 ... 3.6V (untuk setiap jenisnya sendiri, tetapi paling sering 2V). Ini akan menjadi penurunan voltan langsung pada LED pada arus 20 mA. Dengan data sedemikian, sangat mudah untuk mengira rintangan perintang yang mengehadkan. Untuk menjelaskannya, anda boleh menggunakan gambarajah ringkas yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3Rajah sambungan LED

Adalah jelas bahawa resistor bersambung siri R1 dan LED HL1 adalah pembahagi voltan. Ia juga diketahui bahawa penurunan voltan langsung pada LED mengikut data rujukan adalah tepat 2V. Di sini kita mempunyai LED yang baik.

Kemudian, dengan voltan bekalan 12V, penurunan voltan merentasi R1 perintang akan menjadi 12V - 2V = 10V. Oleh itu, mengikut undang-undang Ohm, mudah untuk mengira rintangan perintang di mana arus melalui LED akan menjadi 20mA: R = U / I = 10V / 20mA = 0.5KΩ.

Formula untuk mengira perintang yang mengehadkan:

Semuanya jelas dan ringkas di sini. Dalam pengangka adalah voltan bekalan dan penurunan voltan langsung pada LED. Penyebutan mengandungi arus yang diperlukan melalui LED yang didarabkan oleh faktor kebolehpercayaan 0.75. Dalam mekanik, ini dipanggil margin keselamatan.

Dalam kes apabila beberapa LED disambung secara siri, penurunan voltan pada mereka hanya menambah dan digantikan dalam formula yang ditunjukkan di atas. Sememangnya, dalam kes ini, rintangan R dalam kes ini menjadi kurang daripada satu LED.

Sememangnya, sesetengah kuasa dilepaskan pada perintang. Sehingga perintang tidak terbakar dengan segera atau dari masa ke masa, kuasanya biasanya dikira oleh formula:

Semua kuantiti mempunyai dimensi sistem SI: voltan dalam volt, rintangan dalam Ohms, kuasa dalam watt.

Seringkali terdapat keperluan untuk pelbagai cara menyambungkan LED, menyambungkannya kepada pelbagai sumber kuasa, tetapi ini akan dibincangkan dalam kesinambungan artikel.

Lihat juga: Bagaimana menyambung jalur LED ke bekalan kuasa

Boris Aladyshkin