О коришћењу ЛЕД-ова, ЛЕД уређаја, како се пали ЛЕД

Сви су сада упознати са ЛЕД-има: ЛЕД лампице, ЛЕД лампе, траке и још много тога. Захваљујући напорима програмера, потпуно егзотични уређаји појавили су се, на пример, млазница на славини за воду.

Споља је прозирни пластични цилиндар: у њу се улила хладна вода - унутар млазнице светли плави ЛЕД, постајало је топлије - пожутело је, па чак и ако је вода преврућа, млазница постаје црвена. Садржај унутрашњег пуњења је непознат, али чињеница да се ЛЕД употребљавају као елементи који емитују је очигледна.

Први ЛЕД је развијен на Универзитету у Илиноису 1962. године. 1990. године рођени су светли, а касније и сјајни ЛЕД-ови.

Сам ЛЕД је веома сличан уобичајеној исправљачкој диоди, тек када директна струја прође кроз њу, полуводички кристал почиње да светли. Енглески назив за ЛЕД-ове је диода која емитује светлост, или ЛЕД, што се буквално може превести као светлосна диода.

Да би се добиле различите таласне дужине зрачења (боја), полупроводнику се додају разне допантс. Додавање алуминијума, хелијума, индијума, фосфора узрокује да кристал емитује боје од црвене до жуте боје. Да би добили сјај од плаве до зелене боје, кристали су допирани честицама азота, галијума или индијума.

У данашње време су вероватно најчешћи бели ЛЕД. У основи, то су производи за креирање расвете, од батерија, сувенира до озбиљних рефлектора за уградњу на кровове и фасаде зграда. Али ево једног занимљивог детаља: у природи не постоји материјал за полуводиче који може светлити белом бојом.

Како бити овде? Ултраљубичасто зрачење помогло је да се извуче из ове ситуације: "ултраљубичаст" кристал је прекривен слојем фосфора, приближно исти као што је то учињено у флуоресцентним лампама, због чега ЛЕД светли светлом.

Али ту је и заседа. Као и у флуоресцентним лампама, фосфор временом губи својства, сјај постаје слаб. Међутим, да би се такво хабање појавило, ЛЕД мора непрекидно светлити најмање годину дана, а можда и више. Тако је с периодичним укључивањем и искључивањем радни век ових уређаја прилично велик.

У почетку су ЛЕД диоде биле намењене углавном индикативним уређајима, заменили су минијатурне сијалице. Предности овде су неспорне. Ово је мала потрошња енергије, низак напон напајања, а такође велика издржљивост: лампица са жарном нити има радни век не више од хиљаду сати, док за ЛЕД диоде овај параметар износи неколико десетина хиљада.

Неки извори тврде да ЛЕД може да ради непрекидно до 11 година! Али на неким уређајима, да би се заменила сијалица, морате посезати за значајним растављањем кућишта и целог екрана. Овде чекић, длето и нека друга мајка помажу у потпуности.

Карактеристични параметар ЛЕД диода је разноликост боја, што елиминише потребу за филтрима. У поређењу са лампама са жарном нити ЛЕД сијалице поседују повећану механичку чврстоћу, што олакшава подношење вибрација и ударних оптерећења. У разумним границама, наравно.

ЛЕД уређај

Прве ЛЕД диоде произведене су у металним кућиштима са провидним прозором. Како се технологија побољшавала, труп је почео да се у потпуности израђује од пластике.Боја пластике, по правилу, одговара боји сјаја, али су прозирне футроле такође веома честе. Какве боје светли ова ЛЕД, може се сазнати тек након укључивања.

Исто као конвенционална исправљачка диодаЛЕД има два икона аноде и катоду. Стога, када се спајате, поштујте поларитет. Излаз аноде је, по правилу, нешто дужи од катоде, али то је ипак нови ЛЕД. Ако су ноге већ подрезане, закључци се могу одредити "пословичним" мултиметром: с исправном поларношћу везе, ЛЕД мало светли.

У супротном смеру, уређај треба да показује велики отпор, готово отворен, као што је то случај са конвенционалном исправљачком диодом. Унутрашњи распоред ЛЕД-а у провидном кућишту приказан је на слици 1.

Слика 1. Унутрашња структура ЛЕД-а у провидном кућишту

Како упалити ЛЕД

Врло често аматерски радиоаматери постављају питање: „Који је напон потребан да би се упалила ЛЕД?“. Овде можете видети аналогију са лампама са жарном нити. Ова лампица је за 220В, а ова је за 12. У случају коришћења ЛЕД-а, не може се рећи да је овај ЛЕД за 5 В, а за 12 В. Питање је, зашто тако?

Чињеница је да је ЛЕД тренутни уређај: отпорник који ограничава струју укључује се серијски са њим, као што је приказано на слици 2.

Слика 2 ЛЕД дијаграм ожичења кроз отпорник који ограничава струју

Лако је видети да је ЛЕД повезан на истосмерни извор са исправном поларношћу: анода је повезана на позитивни пол акумулатора, а катода преко ограничавајућег отпора, односно на негативни. Наравно, ограничавајући отпорник може бити укључен и у пукнуће анодног излаза, јер је склоп серијски!

ДЦ извор на слици приказан је као галванска ћелија са напоном не већим од једног и по волта. У ствари, то може бити батерија ћелија напона од 12 ... 24В, а уз правилно укључивање, чак и мрежа за осветљење од 220В. Главна ствар је ограничити једносмерну струју кроз ЛЕД на нивоу наведеном у техничкој документацији. За већину савремених ЛЕД, ова струја је 20мА.

Али овде је тачно да направимо малу напомену о питању ЛЕД напона. Чињеница је да је тренутно, у сврху минијатуризације електронске опреме, успостављена производња ЛЕД диода са интегрисаним ограничавајућим отпорником уграђеним у кућиште. Ова интеграција нам омогућава да кажемо да овај ЛЕД има радни напон од 12 В, а овај само 5.

Управо са овом ознаком можете видети ценовнике на полицама радио тржишта. Тачно, такви уређаји нису чести, стога не треба заборавити на ограничавајући отпорник.

Постоји и категорија ЛЕД-ова дизајнирана за одређени радни напон. То су такозване трепереће ЛЕД диоде које садрже унутра интегрисани генератор, који чини да кристал трепери на одређеној фреквенцији. Покушаји да промените фреквенцију треперења уз помоћ спољних кондензатора и других трикова осуђени су на неуспех. Иако се одређена промена фреквенције може постићи променом напона напајања.

Дакле, трепереће се ЛЕД производи посебно за одређени напон: високонапонски 3 ... 14В, а нисконапонски 1,8 ... 5В. Истовремено, уграђени гранични отпорник за нисконапонске трепереће ЛЕД одсутне је. Овде треба да покажете максималну пажњу. Али вратимо се на обичне ЛЕД диоде.

Дакле, већ је речено да је директна струја већине ЛЕД-а 20 миллиампс. Могуће је направити мало мање (само ће осветљење пасти, а боја ће бити мало другачија од очекиване), али више је врло непожељно. Управо је ова тренутна вриједност намијењена пружању ограничавајућег отпора приказаног на слици 2.

Да бисте израчунали вредност отпора овог отпорника, требали бисте знати два параметра.Прво, ово је напонски напон у кругу (имајте на уму да се ради о ШЕМАМА, а не о једном ЛЕД-у) и, друго, директан пад напона на ЛЕД-у.

Овај директан пад предвиђен је у техничкој документацији, а за већину врста ЛЕД диода је у опсегу 1,8 ... 3,6 В (за сваки тип свој, али најчешће 2 В). Ово ће бити директан пад напона на ЛЕД на струји од 20 мА. Са таквим подацима врло је једноставно израчунати отпор ограничавајућег отпора. Да бисте појаснили одакле долази, можете користити једноставан дијаграм приказан на слици 3.

Слика 3ЛЕД дијаграм везе

Очигледно је да серијски повезани отпорник Р1 и ЛЕД ХЛ1 делују на разводник напона. Такође је познато да је директни пад напона на ЛЕД-у према референтним подацима тачно 2В. Овде имамо тако добар ЛЕД.

Затим, са напоном напајања од 12В, пад напона преко отпорника Р1 биће 12В - 2В = 10В. Дакле, према Охмовом закону, лако је израчунати отпор отпорника код кога ће струја кроз ЛЕД бити 20мА: Р = У / И = 10В / 20мА = 0,5КΩ.

Формула за израчунавање ограничавајућег отпора:

Овде је све јасно и једноставно. У бројачу се налазе напон напајања и директан пад напона на ЛЕД. У називнику се налази потребна струја путем ЛЕД-а помножена са фактором поузданости од 0,75. У механици се то назива границом сигурности.

У случају када се неколико ЛЕД-ова повеже серијски, пад напона на њима се једноставно сабире и замењује се у горњој формули. Наравно, у овом случају отпор Р у овом случају постаје мањи него за један ЛЕД.

Природно, нешто енергије се ослобађа на отпорнику. Тако да отпорник не изгоре одмах или временом, његова снага се обично израчунава формулом:

Све количине имају димензију СИ система: напон у волтима, отпор у Охима, снага у ватима.

Често постоји потреба за различитим методама повезивања ЛЕД-ова, повезивања са различитим изворима напајања, али о томе ће бити речи у наставку чланка.

Погледајте такође: Како спојити ЛЕД траку на напајање

Борис Аладисхкин