Három színű LED. LED-ek alkalmazása elektronikus áramkörökben Mi tehát a LED?

A különféle elektronikus szerkezetek gyártása során gyakran alkalmazzák a LED-eket például a kijelzőegységekben vagy a jelzőberendezések működésében. Valószínűleg mindenki dolgozott már hagyományos jelző LED-ekkel, de nem mindenki használ kétszínű, két terminálos LED-et, mert kevés kezdő elektronikai mérnök tud róla. Ezért mesélek egy kicsit róla, és természetesen egy kétszínű LED-et csatlakoztatunk a hálózathoz AC feszültség 220 V, mivel ez a téma számomra ismeretlen okból fokozott érdeklődésre tart számot.

Tehát tudjuk, hogy a „szokásos” LED csak egy irányba engedi át az áramot: amikor a pluszt az anódra, az áramforrás mínuszát pedig a katódra helyezik. Ha megváltoztatja a feszültségforrás polaritását, nem folyik áram.

A két kivezetésű, kétszínű LED két egymás melletti diódából áll, amelyek egy közös házban vannak összekötve. Sőt, a testnek, pontosabban az objektívnek van szabványos méretekés szintén csak két következtetés.

Különlegessége, hogy minden LED-terminál az egyik LED anódjaként, a másiké katódjaként szolgál.

Ha a tápegység egyik érintkezőjére pluszt, a második érintkezőre pedig mínuszt ad, akkor az egyik LED zárolva lesz, a második pedig például zölden világít.

A tápegység polaritásának megváltoztatásakor a zöld LED zárolva lesz, és a piros LED kigyullad.

Kétszínű LED-ek kaphatók ilyenben színkombinációk:

- piros - zöld;

- kék - sárga;

- zöld - borostyán;

- piros - sárga.

Hogyan csatlakoztassunk egy kétszínű LED-et két kivezetéssel egy 220 V-os hálózathoz

Ez a LED kényelmesen használható váltakozó áram, mivel nincs szükség fordított dióda használatára. Ezért ahhoz, hogy egy kétszínű LED-et 220 V váltóáramú feszültségre kössön, elegendő csak egy áramkorlátozó ellenállást hozzáadni.

Itt azonnal módosítani kell, hogy a névleges feszültség a hálózatban, ami a konnektorban is megegyezik, 2015 októberétől már nem a szokásos 220 V, hanem 230 V. Ezeket és más adatokat tükrözik a GOST 29433-2014. Ugyanez a szabvány megadja a megengedett eltéréseket a 230 V névleges feszültség értékétől:

— névleges érték 230 V;

— maximum 253 V (+10%);

— minimum 207 V (-10%);

— terhelés alatt minimum 198 V (-14%).

Ezen feltételezések alapján ki kell számítani az áramkorlátozó ellenállás ellenállását, hogy az ne melegedjen túl, és elegendő áram folyjon át a LED-en ahhoz, hogy a hálózatban a megengedett legnagyobb feszültségingadozás mellett normálisan világítson.

Áramkorlátozó ellenállás számítása

Ezért, bár a névleges áramérték 20 mA, egy kétszínű LED számított áramértékét 7 mA = 0,007 A-nek vesszük. Ennél az értéknél normálisan világít, mivel a LED fényereje nem egyenesen arányos a rajta átfolyó áram.

Határozzuk meg az áramkorlátozó ellenállás ellenállását a 230 V-os aljzatban lévő névleges feszültség mellett:

R = U/I = 230 V / 0,007 A = 32857 Ohm.

Az ellenállásértékek szabványos tartományából a 33 kOhm-ot választjuk.

Most számítsuk ki az ellenállás teljesítménydisszipációját:

P = I 2 R = 0,007 2 ∙33000 = 1,62 W.

2 wattos ellenállást elfogadunk.

Számoljuk újra a megengedett legnagyobb feszültség esetére az ellenállás ellenállásának adott értékénél:

I = U/R = 253/33000 = 0,0077 A = 7,7 mA.

P = I 2 R = 0,0077 2 ∙33 000 = 1,96 W.

Amint látható, amikor a feszültség elfogadható 10%-kal nő, az áramerősség is 10%-kal nő, azonban az ellenállás teljesítménydisszipációja nem haladja meg a 2 W-ot, tehát nem melegszik túl.

Ha a feszültség elfogadható mértékben csökken, az áramerősség is csökken. Ugyanakkor az ellenállás teljesítménydisszipációja is csökken.

Innen a következtetés: a 230 V-os hálózati feszültség jelenlétének jelzőjeként elegendő csak egy kétszínű LED-et használni, két kivezetéssel és egy 33 kOhm ellenállású áramkorlátozó ellenállással, 2-es disszipációs teljesítménnyel. W.

Ma már mindenki ismeri a LED-eket. A modern technológia egyszerűen elképzelhetetlen nélkülük. Ezek LED-lámpák és lámpák, amelyek különböző üzemmódokat jeleznek háztartási gépek, számítógép-monitorok, televíziók képernyőjének háttérvilágítása és sok más olyan dolog, amelyre nem emlékszik azonnal. A felsorolt ​​eszközök mindegyike tartalmaz különböző színű látható fénykibocsátó diódákat: piros, zöld, kék (RGB), sárga, fehér. A modern technológiák lehetővé teszik szinte bármilyen szín megszerzését.

A látható LED-ek mellett vannak infravörös és ultraibolya LED-ek. Az ilyen LED-ek fő alkalmazási területe az automatizálás és a vezérlőeszközök. Elég emlékezni. Ha az első távirányítós modelleket kizárólag televíziók vezérlésére használták, most már fali melegítők, klímaberendezések, ventilátorok, sőt konyhai készülékek, például multicookerek és kenyérsütők vezérlésére is szolgálnak.

Tehát mi az a LED?

Valójában nem sokban különbözik a megszokottól – még mindig ugyanaz p-n csomópont, és továbbra is ugyanaz az alapvető tulajdonság - egyirányú vezetőképesség. Mint p-n tanulmányozásaátmenet során kiderült, hogy az egyirányú vezetőképességen túl ennek az átmenetnek számos további tulajdonsága is van. A félvezető technológia fejlődése során ezeket a tulajdonságokat tanulmányozták, fejlesztették és javították.

A szovjet radiofizikus (1903-1942) nagyban hozzájárult a félvezetők fejlesztéséhez. 1919-ben belépett a híres és máig ismert Nyizsnyij Novgorodi Rádiólaboratóriumba, 1929-től a Leningrádi Fizikai és Technológiai Intézetben dolgozott. A tudós egyik tevékenységi területe a félvezető kristályok gyenge, alig észrevehető fényének tanulmányozása volt. Ezen a hatáson működik minden modern LED.

Ez a halvány izzás akkor lép fel, amikor az áram előrefelé halad át a pn átmeneten. De most ezt a jelenséget annyira tanulmányozták és javították, hogy egyes LED-ek fényereje olyan, hogy egyszerűen megvakulhat.

A LED-ek színskálája igen széles, szinte a szivárvány összes színe. De a szín nem a LED ház színének megváltoztatásával érhető el. Ezt úgy érik el, hogy adalékanyagot adnak a pn átmenethez. Például kis mennyiségű foszfor vagy alumínium bevezetése vörös és sárga árnyalatú színeket eredményez, míg a gallium és az indium zöldtől zöldig bocsát ki fényt. kék szín. A LED ház lehet átlátszó vagy matt, ha a ház színes, akkor ez egyszerűen a színhez illő fényszűrő világít p-nátmenet.

A fogadás másik módja kívánt színt egy foszfor bevezetése. A foszfor olyan anyag, amely látható fényt bocsát ki, ha más sugárzásnak van kitéve, akár infravörös sugárzásnak. Klasszikus Tom példa - lámpák napfény. A LED-ek esetében a fehér színt úgy kapják meg, hogy egy kék kristályhoz foszfort adnak.

A kibocsátási intenzitás növelése érdekében szinte minden LED-nek van fókuszáló lencséje. Gyakran egy átlátszó test gömb alakú végét használják lencseként. Az infravörös LED-ekben néha a lencse átlátszatlan, füstszürke színűnek tűnik. Bár a közelmúltban az infravörös LED-eket egyszerűen átlátszó tokban gyártották, a különféle távirányító rendszerekben ezeket használják.

Kétszínű LED-ek

Szintén szinte mindenki által ismert. Például egy töltő mobiltelefon: Amíg a töltés folyamatban van, a jelzőfény pirosan világít, a töltés befejezésekor pedig zölden világít. Ez a jelzés a kétszínű LED-ek létezésének köszönhetően lehetséges, amelyek lehetnek különböző típusok. Az első típus a három terminálos LED-ek. Egy csomag két LED-et tartalmaz, például zöldet és pirosat, amint az 1. ábrán látható.

1. ábra Kétszínű LED bekötési rajza

Az ábrán egy áramkör töredéke látható kétszínű LED-del. IN ebben az esetbenábrán egy három csatlakozós LED látható közös katóddal (néha közös anóddal) és annak csatlakozását. Ebben az esetben bekapcsolhatja az egyik vagy a másik LED-et, vagy mindkettőt egyszerre. Például piros lesz, ill zöld, és ha egyszerre két LED világít, akkor sárgára vált. Ha PWM modulációt használ az egyes LED-ek fényerejének beállításához, több köztes árnyalatot is kaphat.

Ebben az áramkörben figyelni kell arra, hogy a korlátozó ellenállásokat minden LED-hez külön-külön tartalmazzák, bár úgy tűnik, hogy csak eggyel meg lehet boldogulni, ha azt a közös kimenetbe helyezik. De ezzel a bekapcsolással a LED-ek fényereje megváltozik egy vagy két LED bekapcsolásakor.

Milyen feszültségre van szükség egy LED-hez Ezt a kérdést gyakran hallhatják azok, akik nem ismerik a LED működésének sajátosságait, vagy egyszerűen az elektromosságtól nagyon távol állók. Ebben az esetben el kell magyarázni, hogy a LED egy árammal, nem pedig feszültséggel vezérelt eszköz. A LED-et legalább 220 V-on bekapcsolhatja, de a rajta keresztüli áram nem haladhatja meg a maximálisan megengedett értéket. Ezt úgy érik el, hogy egy előtétellenállást sorba kapcsolnak a LED-del.

De mégis, emlékezve a feszültségre, meg kell jegyezni, hogy ez is játszik nagy szerepet, mert a LED-ek előremenő feszültsége magas. Ha egy hagyományos szilícium diódánál ez a feszültség körülbelül 0,6...0,7 V, akkor LED-nél ez a küszöb két volttól és afelettitől kezdődik. Ezért a LED nem világíthat 1,5 V feszültséggel.

De ennél a csatlakozásnál, azaz 220V-nál nem szabad megfeledkezni arról, hogy a LED fordított feszültsége meglehetősen kicsi, nem több néhány tíz voltnál. Ezért különleges intézkedéseket kell hozni a LED-nek a magas fordított feszültség elleni védelmére. A legegyszerűbb módja egy védődióda párhuzamos csatlakoztatása, ami szintén nem feltétlenül nagy feszültségű, például KD521. A váltakozó feszültség hatására a diódák felváltva nyílnak, ezáltal védik egymást a nagy fordított feszültségtől. A védődióda csatlakoztatásának kapcsolási rajza a 2. ábrán látható.

2. ábra. Csatlakozási diagram párhuzamosan a LED-del védő dióda

A kétszínű LED-ek két terminálos csomagban is kaphatók. Ebben az esetben a fény színe megváltozik, amikor az áram iránya megváltozik. Klasszikus példa- a motor forgásirányának jelzése DC. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a LED-del sorba kell kötni egy korlátozó ellenállást.

Mostanában egyszerűen beépítenek egy korlátozó ellenállást a LED-be, majd például a bolti árcédulákra egyszerűen azt írják, hogy ez a LED 12 V-os. A villogó LED-eket feszültség is jelöli: 3V, 6V, 12V. Ezekben a LED-ekben mikrokontroller található (még az átlátszó tokon keresztül is látható), így a villogási frekvencia megváltoztatására tett kísérletek nem vezetnek eredményre. Ezzel a jelöléssel a LED-et közvetlenül a tápegységre kapcsolhatja a megadott feszültségen.

A japán rádióamatőrök fejlesztései

Kiderült, hogy az amatőr rádiózást nem csak az országokban gyakorolják volt Szovjetunió, hanem egy olyan „elektronikus országban” is, mint Japán. Természetesen még egy közönséges japán rádióamatőr sem tud nagyon összetett eszközöket létrehozni, de az egyedi áramköri megoldások figyelmet érdemelnek. Soha nem tudhatod, milyen sémában lehetnek hasznosak ezek a megoldások.

Itt van egy áttekintés a viszonylag egyszerű, LED-eket használó eszközökről. A legtöbb esetben a vezérlés mikrokontrollerekről történik, és ez alól nincs menekvés. Még egy egyszerű áramkörnél is egyszerűbb egy rövid programot írni és a vezérlőt DIP-8-as csomagban forrasztani, mint több mikroáramkört, kondenzátort és tranzisztort forrasztani. Egy másik vonzó dolog ebben az, hogy egyes mikrokontrollerek csatlakoztatott alkatrészek nélkül is működhetnek.

Kétszínű LED vezérlő áramkör

A japán rádióamatőrök érdekes sémát kínálnak az erős kétszínű LED vezérlésére. Pontosabban itt kettőt használnak erős LED-ek 1A áramerősséggel. De fel kell tételeznünk, hogy vannak erős kétszínű LED-ek is. A diagram a 3. ábrán látható.

3. ábra: Nagy teljesítményű kétszínű LED vezérlő áramköre

A TA7291P chipet kis teljesítményű egyenáramú motorok vezérlésére tervezték. Számos módot biztosít, nevezetesen: előre forgás, hátra forgás, leállítás és fékezés. A mikroáramkör kimeneti fokozatát hídáramkörrel szerelik össze, amely lehetővé teszi az összes fenti művelet végrehajtását. De érdemes volt egy kis fantáziát bevetni, és lám, új szakmája van a mikroáramkörnek.

A mikroáramkör logikája meglehetősen egyszerű. A 3. ábrán látható módon a mikroáramkörnek 2 bemenete (IN1, IN2) és két kimenete (OUT1, OUT2) van, amelyekre két erős LED csatlakozik. Ha az 1. és 2. bemeneten a logikai szintek megegyeznek (a 00 vagy a 11 nem tesz különbséget), akkor a kimeneti potenciálok egyenlőek, mindkét LED nem világít.

A bemeneteken lévő különböző logikai szinteken a mikroáramkör a következőképpen működik. Ha az egyik bemenet, például az IN1, alacsony logikai szinttel rendelkezik, akkor az OUT1 kimenet a közös vezetékre csatlakozik. A HL2 LED katódja szintén az R2 ellenálláson keresztül csatlakozik a közös vezetékhez. Az OUT2 kimenet feszültsége (ha van logikai az IN2 bemeneten) ebben az esetben a V_ref bemenet feszültségétől függ, ami lehetővé teszi a HL2 LED fényerejének beállítását.

Ebben az esetben a V_ref feszültséget a mikrokontroller PWM impulzusaiból kapjuk az R1C1 integráló lánc segítségével, amely szabályozza a kimenetre csatlakoztatott LED fényerejét. A mikrokontroller az IN1 és IN2 bemeneteket is vezérli, ami lehetővé teszi a legkülönbözőbb fényárnyalatok és LED-vezérlési algoritmusok elérését. Az R2 ellenállás ellenállását a LED-ek maximálisan megengedett árama alapján számítják ki. Az alábbiakban leírjuk, hogyan kell ezt megtenni.

A 4. ábra a TA7291P chip belső felépítését és blokkvázlatát mutatja. A diagram közvetlenül az adatlapról származik, tehát egy villanymotort mutat terhelésként.

4. ábra.

Által szerkezeti diagram Könnyen nyomon követhető a terhelésen áthaladó áram útja és a kimeneti tranzisztorok vezérlése. A tranzisztorok párban, átlósan kapcsolódnak be: (bal felső + jobb alsó) vagy (jobb felső + bal alsó), ami lehetővé teszi a motor irányának és fordulatszámának megváltoztatását. Esetünkben gyújtsd meg az egyik LED-et és szabályozd a fényerejét.

Az alsó tranzisztorokat IN1, IN2 jelek vezérlik, és egyszerűen a híd átlóinak be- és kikapcsolására szolgálnak. A felső tranzisztorokat Vref jel vezérli, ezek szabályozzák a kimeneti áramot. Az egyszerűen négyzetként ábrázolt vezérlőáramkör rövidzárlatok és egyéb előre nem látható körülmények elleni védelmi áramkört is tartalmaz.

Az Ohm törvénye, mint mindig, segít ezekben a számításokban. A számítás kezdeti adatai legyenek a következők: tápfeszültség (U) 12V, áram a LED-en (I_HL) 10mA, a LED bekapcsolásjelzőként tranzisztorok vagy mikroáramkörök nélküli feszültségforrásra csatlakozik. A LED feszültségesése (U_HL) 2 V.

Akkor teljesen nyilvánvaló, hogy a korlátozó ellenállás feszültséget kap (U-U_HL), - két voltot maga a LED „evett”. Ekkor a korlátozó ellenállás ellenállása lesz

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

Ne feledkezzünk meg az SI rendszerről: feszültség voltban, áramerősség amperben, eredmény ohmban. Ha a LED-et tranzisztor kapcsolja be, akkor az első zárójelben a nyitott tranzisztor kollektor-emitter szakaszának feszültségét le kell vonni a tápfeszültségből. De ezt általában soha senki nem teszi meg százszázalékos pontosságra, és ez nem fog működni az alkatrészek paramétereinek szétszóródása miatt. Minden számítás benne van elektronikus áramkörök hozzávetőleges eredményeket ad, a többit hibakereséssel és konfigurációval kell elérni.

Háromszínű LED-ek

A kétszínűek mellett az utóbbi időben széles körben elterjedtek. Fő céljuk a díszvilágítás a színpadokon, bulikon, újévi ünnepségeken vagy diszkókban. Az ilyen LED-ek teste négy csatlakozóval rendelkezik, amelyek közül az egyik egy közös anód vagy katód, az adott modelltől függően.

De egy-két LED-nek, akár háromszínűnek is kevés haszna van, ezért füzérbe kell kombinálni, a füzérek vezérléséhez pedig mindenféle vezérlőeszközt használnak, amit leggyakrabban vezérlőnek neveznek.

Az egyes LED-ek füzéreinek összeszerelése unalmas és érdektelen. Ezért be utóbbi években az ipar háromszínű (RGB) LED-ek alapján kezdett szalagokat gyártani. Ha egyszínű szalagokat 12 V feszültséggel állítanak elő, akkor a háromszínű szalagok működési feszültsége gyakran 24 V.

A LED szalagokat feszültség jelöli, mert már tartalmaznak korlátozó ellenállást, így közvetlenül feszültségforrásra csatlakoztathatók. A forrásokat ugyanazon a helyen értékesítik, ahol a szalagokat.

Speciális vezérlőket használnak a háromszínű LED-ek és szalagok vezérlésére, hogy különféle fényhatásokat hozzanak létre. Segítségükkel egyszerűen lehet LED-eket váltani, fényerőt állítani, különféle dinamikus effektusokat létrehozni, valamint mintákat, sőt festményeket is lehet rajzolni. Az ilyen vezérlők létrehozása sok rádióamatőrt vonz, természetesen azokat, akik tudják, hogyan kell programokat írni mikrokontrollerekhez.

Egy háromszínű LED segítségével szinte bármilyen színt kaphatunk, mert a TV képernyőjén is csak három szín keverésével kapjuk meg a színt. Itt érdemes felidézni a japán rádióamatőrök egy másik fejlesztését. Neki kapcsolási rajz az 5. ábrán látható.

5. ábra Háromszínű LED bekötési rajza

Egy nagy teljesítményű, 1 W-os háromszínű LED három emittert tartalmaz. A diagramon feltüntetett ellenállásértékekkel az izzás színe fehér. Az ellenállásértékek kiválasztásával enyhe árnyalatváltozás lehetséges: hideg fehérről meleg fehérre. A szerző tervei szerint a lámpát az autó belsejének megvilágítására tervezték. Szomorúnak kell lenniük (a japánoknak)? Annak érdekében, hogy ne aggódjon a polaritás fenntartása miatt, a készülék bemenetén diódahíd található. A készülék kenyérsütőlapra van felszerelve, és a 6. ábrán látható.

6. ábra Fejlesztő tábla

A japán rádióamatőrök következő fejlesztése szintén autóipari jellegű. Ez a rendszámtábla megvilágítására szolgáló berendezés természetesen fehér LED-ekkel a 7. ábrán látható.

7. ábra A rendszámtábla megvilágítására szolgáló berendezés rajza fehér LED-eken

A kialakítás 6 nagy teljesítményű, ultra-fényes LED-et használ, amelyek maximális áramerőssége 35 mA és fényáram 4 lm. A LED-ek megbízhatóságának növelése érdekében a rajtuk áthaladó áramot 27 mA-re korlátozzák egy áramstabilizáló áramkörként csatlakoztatott feszültségstabilizátor chip segítségével.

Az EL1...EL3 LED-ek, az R1 ellenállás a DA1 mikroáramkörrel együtt áramstabilizátort alkotnak. Az R1 ellenálláson áthaladó stabil áram 1,25 V feszültségesést tart fenn rajta. A LED-ek második csoportja pontosan ugyanazon az R2 ellenálláson keresztül csatlakozik a stabilizátorhoz, így az EL4...EL6 LED-csoporton keresztüli áram is ugyanazon a szinten lesz stabilizálva.

A 8. ábra egy átalakító áramkört mutat be egy fehér LED táplálására egy galvánelemről 1,5 V feszültséggel, amely nyilvánvalóan nem elegendő a LED világításához. Az átalakító áramkör nagyon egyszerű, és egy mikrokontroller vezérli. Valójában a mikrokontroller impulzusfrekvenciája körülbelül 40 kHz. A terhelhetőség növelése érdekében a mikrokontroller érintkezőit páronként, párhuzamosan csatlakoztatjuk.

8. ábra.

A séma a következőképpen működik. Ha a PB1, PB2 érintkezők alacsonyak, a PB0, PB4 kimenetek magasak. Ekkor a C1, C2 kondenzátorok körülbelül 1,4 V-ra vannak töltve a VD1, VD2 diódákon keresztül. Ha a vezérlő kimeneteinek állapota az ellenkezőjére változik, akkor a két feltöltött kondenzátor feszültségének és az akkumulátor feszültségének összege kerül a LED-re. Így a LED-re előrefelé közel 4,5 V feszültség kerül, ami teljesen elegendő a LED világításához.

Egy ilyen átalakító mikrokontroller nélkül, egyszerűen logikai chipre szerelhető. Ilyen diagram látható a 9. ábrán.

9. ábra.

A DD1.1 elemre négyszöghullám-generátort szerelnek fel, amelynek frekvenciáját az R1, C1 névleges érték határozza meg. Ezen a frekvencián villog a LED.

Amikor az elem kimenete DD1.1 magas szintű a DD1.2 teljesítménye természetesen magas. Ekkor a C2 kondenzátor a VD1 diódán keresztül töltődik az áramforrásból. A töltési út a következő: plusz a tápegység - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - mínusz a tápegység. Ekkor a fehér LED-re csak akkumulátorfeszültség kerül, ami nem elég a LED világításához.

Amikor a DD1.1 elem kimenetén a szint alacsony lesz, a DD1.2 kimenetén magas szint jelenik meg, ami a VD1 dióda blokkolásához vezet. Ezért a C2 kondenzátor feszültsége összegződik az akkumulátor feszültségével, és ez az összeg az R1 ellenállásra és a HL1 LED-re vonatkozik. Ez a feszültség elegendő a HL1 LED bekapcsolásához. Ezután a ciklus megismétlődik.

Hogyan teszteljünk egy LED-et

Ha a LED új, akkor minden egyszerű: a valamivel hosszabb terminál a pozitív vagy az anód. Ezt kell csatlakoztatni az áramforrás pozitívjához, természetesen nem feledkezve meg a korlátozó ellenállásról. De bizonyos esetekben például egy régi tábláról forrasztották a LED-et, és a vezetékei egyforma hosszúak, folytonossági vizsgálat szükséges.

A multiméterek kissé érthetetlenül viselkednek ilyen helyzetben. Például egy DT838 multiméter félvezetőtesztelési módban egyszerűen megvilágítja a tesztelt LED-et, de a jelző törést mutat.

Ezért bizonyos esetekben jobb a LED-ek ellenőrzése úgy, hogy egy korlátozó ellenálláson keresztül csatlakoztatja őket egy áramforráshoz, ahogy az a 10. ábrán látható. Az ellenállás értéke 200...500 Ohm.

10. ábra LED teszt áramkör

11. ábra LED-ek sorrendje

A korlátozó ellenállás ellenállásának kiszámítása egyszerű. Ehhez az összes LED-en össze kell adni az előremenő feszültséget, ki kell vonni az áramforrás feszültségéből, és a kapott maradékot el kell osztani az adott áramerősséggel.

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

Tegyük fel, hogy a tápfeszültség 12V, a LED-ek feszültségesése pedig 2V, 2.5V és 1.8V. Még ha ugyanabból a dobozból veszik a LED-eket, akkor is előfordulhat ekkora szórás!

A probléma körülményei szerint az áramerősség 20 mA-re van beállítva. Már csak az összes értéket be kell cserélni a képletbe, és megtanulni a választ.

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

12. ábra LED-ek párhuzamos csatlakoztatása

A bal oldali töredéken mindhárom LED egy áramkorlátozó ellenálláson keresztül csatlakozik. De miért van áthúzva ez a séma, mik a hiányosságai?

Itt jön képbe a LED-paraméterek változása. A legnagyobb áram azon a LED-en fog átfolyni, amelynek kisebb a feszültségesése, vagyis kisebb a belső ellenállása. Ezért ezzel a bekapcsolással nem lehet elérni a LED-ek egyenletes fényét. Ezért a helyes áramkörnek a jobb oldali 12. ábrán látható áramkört kell tekinteni.

A többszínű LED-eket vagy más néven RGB-t dinamikusan változó színű világítás megjelenítésére és létrehozására használják. Valójában semmi különös nincs bennük, nézzük meg, hogyan működnek, és mik az RGB LED-ek.

Belső szerkezet

Valójában az RGB LED három egyszínű kristály egy házban. Az RGB elnevezés a Red - red, Green - green, Blue - blue kifejezéseket jelenti, az egyes kristályok által kibocsátott színeknek megfelelően.

Ez a három szín alap, és ezek keverésével bármilyen szín keletkezik, ezt a technológiát régóta használják a televízióban és a fotózásban. A fenti képen az egyes kristályok fényét külön-külön láthatja.

Ezen a képen a színek keverésének elvét látja az összes árnyalat eléréséhez.

Az RGB LED-ekben lévő kristályok a következő séma szerint csatlakoztathatók:

Közös anóddal;

Közös katóddal;

Nincs csatlakoztatva.

Az első két lehetőségnél látni fogja, hogy a LED-nek 4 érintkezője van:

Vagy 6 következtetés az utóbbi esetben:

A képen látható, hogy három kristály jól látható a lencse alatt.

Az ilyen LED-ekhez speciális szerelőlapokat árulnak, és még a tűkiosztást is feltüntetik rajtuk.

Az RGBW LED-eket nem lehet figyelmen kívül hagyni, hogy a házukban van egy másik kristály, amely fényt bocsát ki fehér.

Természetesen nem nélkülözhettük a szalagokat ilyen LED-ekkel.

Ezen a képen egy RGB LED-ekkel ellátott szalag látható, amely egy közös anóddal ellátott áramkör szerint van összeállítva.

Az RGB szalag színének megváltoztatásához speciális RGB vezérlőket használnak - olyan eszközöket, amelyek a szalagra táplált feszültséget kapcsolják.

Íme az RGB SMD5050 kivezetés:

És a szalagok, az RGB szalagokkal való munkavégzésnek nincs különlegessége, minden ugyanaz marad, mint az egyszínű modelleknél.

Vannak csatlakozók is a LED-szalagok forrasztás nélküli csatlakoztatására.

Íme az 5 mm-es RGB LED kivezetése:

Hogyan változik a ragyogás színe

A színbeállítás az egyes kristályokból származó sugárzás fényerejének beállításával történik. Már megnéztük.

A szalagos RGB vezérlő ugyanezen az elven működik, és tartalmaz egy mikroprocesszort, amely vezérli az áramforrás negatív kivezetését - csatlakoztatja és leválasztja a megfelelő színű áramkörről. Általában egy távirányítót is mellékelnek a vezérlőhöz. A vezérlők különböző kapacitásúak, méretük ettől függ, egy ilyen miniatűrtől kezdve.

Igen, egy ilyen erős eszköz egy tápegység méretű tokban.

A szalaghoz a következő séma szerint vannak csatlakoztatva:

Mivel a szalagon lévő sávok keresztmetszete nem teszi lehetővé a szalag következő szakaszának sorba kapcsolását, ha az első hossza meghaladja az 5 m-t, a második szakaszt közvetlenül az RGB vezérlőből kell vezetékekkel csatlakoztatni. .

De kikerülhet a helyzetből, és nem húzhat további 4 vezetéket 5 méterre a vezérlőtől, és nem használhat RGB-erősítőt. Ahhoz, hogy működjön, csak 2 vezetéket kell kifeszíteni (plusz és mínusz 12 V), vagy egy másik tápegységet kell táplálnia a legközelebbi 220 V-os forrásból, valamint 4 „információs” vezetéket az előző szegmensből (R, G és B). szükséges a vezérlőtől érkező parancsok fogadásához, hogy az egész szerkezet egyformán világítson.

A következő szegmens pedig már csatlakozik az erősítőhöz, azaz. az előző szalagdarab jelét használja. Vagyis a szalagot az erősítőről táplálhatja, amely közvetlenül mellette lesz, így pénzt és időt takaríthat meg az elsődleges RGB vezérlő vezetékeinek lefektetésekor.

Saját kezünkkel állítjuk be az RGB-led-et

Tehát két lehetőség van az RGB LED-ek vezérlésére:

Íme az áramkör Arduino és más mikrokontrollerek nélküli verziója, három CAT4101 meghajtóval, amelyek akár 1A áramot képesek leadni.

Most azonban a vezérlők meglehetősen olcsók, és ha LED-szalagot kell szabályoznia, jobb, ha megvásárolja kész opció. Az Arduino-val való áramkörök sokkal egyszerűbbek, főleg, hogy írhatunk egy vázlatot, amellyel vagy manuálisan állíthatjuk be a színt, vagy a színek kiválasztása egy adott algoritmusnak megfelelően automatikus lesz.

Következtetés

Az RGB LED-ek érdekes fényeffektusokat tesznek lehetővé a belsőépítészetben, háztartási készülékek háttérvilágítására és a TV képernyőjének bővítésére. Nincsenek különösebb különbségek a hagyományos LED-ekkel való munka során.

A többszínű LED-ek a kétszínű „piros-zöld” után jelentek meg, amikor a technológia fejlődése lehetővé tette, hogy kék sugárzót helyezzenek el a kristályaikon. A „kék” és „fehér” LED-ek feltalálása teljesen bezárta az RGB kört: immár a 450...680 nm látható hullámhossz-tartományban is lehetővé vált a szivárvány bármely színének megjelenítése tetszőleges telítettséggel.

Számos módja van a fehér „LED” fény előállításának (pontosan „fény”, mivel fehér „szín” nem létezik a természetben).

Az első módszer a „kék” LED-lencse belső felületére fénypor felvitele sárga. A „kék” és a „sárga” a fehérhez közeli tónust eredményez. Így jöttek létre a világ első „fehér” LED-jei.

A második módszer szerint a 300...400 nm (láthatatlan sugárzás) ultraibolya tartományban működő fénykibocsátó felületére három foszforréteget, kéket, zöldet és vöröset visznek fel. A spektrális komponensek keverednek, mint a fénycsöveknél.

A harmadik módszer az LCD televízió képernyő technológia. Az egyik hordozón a „piros”, „kék” és „zöld” sugárzók egymáshoz közel helyezkednek el (mint három pisztoly egy képcsőben). A színarányokat az egyes emittereken áthaladó különböző áramok határozzák meg. A festékek fehér árnyalat eléréséig történő végső keverését a ház fényszóró lencséje végzi.

A negyedik módszert úgynevezett „kvantum” LED-ekben valósítják meg, amelyekben piros, zöld és kék „kvantum” pontokat vagy más szóval lumineszcens nanokristályokat visznek fel egy közös félvezető lapkára. Ez egy ígéretes energiatakarékossági irány, de mégis egzotikus.

Manapság a harmadik típusú többszínű LED-ek, amelyek három emitterrel rendelkeznek, érdekesek az amatőr gyakorlat számára. Használhatók színes információs megjelenítő eszközök létrehozására, például LED televízió képernyők formájában. Egy ilyen képernyő egy pixele kéken (470 nm), zölden (526 nm) vagy vörösen (630 nm) tündökölhet. Összességében ez lehetővé teszi, hogy majdnem ugyanannyi árnyalatot kapjon, mint a számítógép-monitorokban.

A többszínű LED-ek négy- és nyolcpólusúak. Az első esetben három kivezetés található a piros (R), zöld (G) és kék (B) emitterekhez, kiegészítve egy negyedik csatlakozóval a közös katód vagy anód számára. A hat tűs változatban három teljesen autonóm RGB LED vagy két két színpár: „piros-kék”, „zöld-kék”. A nyolctűs LED-ek emellett „fehér” emitterrel is rendelkeznek.

Érdekes pont. Bebizonyosodott, hogy a legtöbb férfi nem érzékeli pontosan a színeket a spektrum vörös részén. Maga az anyatermészet okolható ezért az X kromoszómán található OPNlLW gén miatt. A férfiaknak egy génje van, de a nőknek két másolata van, amelyek kölcsönösen kompenzálják egymás hibáit. Megnyilvánulás a mindennapi életben - a nők általában jól megkülönböztetik a málna, a bordó és a skarlát árnyalatokat, és sok férfi számára az ilyen tónusok egyformán vörösnek tűnnek... Ezért a felszerelés tervezésekor kerülni kell az „ütköző” színeket, és nem rákényszeríti a felhasználót, hogy apró részletekben keresse a különbséget.

ábrán. 2.17, a... és diagramokat mutat be négy- és hattűs többszínű LED-ek csatlakoztatására az MK-hoz.

Rizs. 2.17. A többszínű LED-ek MK-hoz való csatlakoztatásának sémája (eleje):

R3* co a) a piros (R), zöld (G) és kék (B) emitterek mindegyikén áthaladó áramot az R2...R4 ellenállások határozzák meg - nem több, mint 20...25 mA vonalonként MK. Az R1 ellenállás negatív áramvisszacsatolást szervez. Segítségével az izzás általános fényereje csökken, ha három emittert egyidejűleg bekapcsolnak;

b) hasonló az ábrához. 2.17, a, de a HL1 LED-hez közös anóddal és aktív LOW szinttel az MK kimeneteken;

c) A háromcsatornás PWM vezérlés teljes RGB színskála biztosít. Az R1…R3 ellenállások ellenállása széles tartományon belül van kiválasztva a fehéregyensúly szubjektív színérzetének megfelelően három bekapcsolt emitterrel. Az egyik színről a másikra való egyenletes átmenethez nemlineáris PWM szabályozási törvényre van szükség. Az átlagos áramerősség egy MK vezetéken egy PWM periódus alatt nem haladhatja meg a 20...25 mA at impulzusáram legfeljebb 40 mA;

d) hasonló az ábrához. 2,17, v, de a HL1 LED-hez közös anóddal és aktív LOW PWM jelszinttel;

e) a HL1 LED három teljesen autonóm emittert tartalmaz, amelyek a háztól különálló vezetékekkel rendelkeznek, ami bizonyos cselekvési szabadságot ad. Például csatlakoztathat indikátorokat egy közös anóddal és közös katóddal rendelkező áramkör szerint; KÖRÜLBELÜL

ábráról 2.17. Csatlakozási diagramok többszínű LED-ekhez az MK-hoz (vége):

f) többszínű LED szimulátora. Három hagyományos LED HL1..HL3 piros, zöld és kék színű, szerkezetileg egy közös fényszóró házban van elhelyezve. Az eredeti jobb utánzása érdekében kis méretű SMD LED-eket használhat;

g) A nagy teljesítményű többszínű LED-ek nem csatlakoztathatók közvetlenül az MK-hoz, a portok alacsony terhelhetősége miatt. Az „egy wattos” LED-ekhez (350 mA) legalább 500 mA, a „három wattos” LED-ekhez (700 mA) legalább 1 A megengedett áramerősségű tranzisztoros kapcsolókra van szükség. Az MK és HL1 LED tápellátása javasolt különböző forrásokból feszültségstabilizátoron keresztül, hogy az erős terhelés kapcsolásából származó interferencia ne zavarja a program működését. Ha a HL1 LED tápfeszültsége magas, az R4...R6 ellenállások ellenállását és teljesítményüket növelni kell. Magát a LED-et egy 5 ... 10 cm 2 -es radiátorra kell felszerelni;

h) a hattűs LED HL1 négy MK vonalról vezérelhető. A LOW/HIGH szintek kombinálásával különböző színtónusok érhetők el. Ideális esetben kék és zöld keveréke kéket, vörös és zöld keveréke pedig sárgát eredményez;

i) a HL1 kimeneti LED nem csak a piros (R), zöld (G), kék (B) színek keverését teszi lehetővé, hanem a telítettség beállítását is fehér komponens (W) hozzáadásával. A HL1 LED-kibocsátók mindegyikét 350 mA üzemi áramra tervezték, ezért szükséges intézkedéseket tenni a fém radiátorral történő hatékony hőelvonás érdekében.

Az Ön régiója:

Átvétel az irodából

Átvétel a moszkvai irodából

• Az iroda 5 perces sétára található a Taganskaya metróállomástól, a Bolshoi Drovyanoy Lane 6-os épületében.
• Hétköznap 15:00 óra előtt leadott megrendelés esetén aznap 17:00 óra után, ellenkező esetben a következő hétköznap 17:00 óra után vehető át. Felhívjuk és visszaigazoljuk a rendelés készségét.
• Rendelését 10:00 és 21:00 között veheti át a hét minden napján, miután elkészült. Megrendelését 3 munkanapon belül várjuk. Ha szeretné meghosszabbítani az eltarthatóságot, csak írjon vagy hívjon.
• Kérjük, látogatás előtt jegyezze fel rendelési számát. Átvételkor kötelező.
• Ha hozzánk szeretne eljutni, mutassa fel az útlevelét, mondja, hogy Amperkában van, és menjen fel lifttel a 3. emeletre.

• ingyen

Szállítás futárral Moszkvában

• 20:00 előtti rendelés esetén másnap kiszállítjuk, egyébként minden második napon.
• A futárok hétfőtől szombatig, 10:00 és 22:00 óra között dolgoznak.
• Rendelését készpénzben fizetheti átvételkor vagy online a rendelés leadásakor.

• 250 ₽

Kiszállítás a PickPointba

• PickPoint.
• Rendelését készpénzben fizetheti átvételkor vagy online a rendelés leadásakor.

• 240 ₽

Szállítás futárral Szentpéterváron

Szállítás futárral Szentpéterváron

• 20:00 előtti rendelés esetén egy napon belül szállítjuk, ellenkező esetben két napon belül.
• A futárok hétfőtől szombatig, 11:00 és 22:00 óra között dolgoznak.
• A megrendelés egyeztetése során három órás szállítási intervallumot választhat (a legkorábbi 12:00-15:00).
• Rendelését készpénzben fizetheti átvételkor vagy online a rendelés leadásakor.

• 350 ₽

Kiszállítás a PickPointba

• Az átvételi pontra történő kiszállítás modern, kényelmes és gyors út kézhez kapja rendelését anélkül, hogy futárokat hívna vagy fogna.
• Az átvételi pont egy kioszk egy személlyel vagy egy sor vasdobozsal. Szupermarketekben, irodaközpontokban és más népszerű helyeken helyezik el őket. Megrendelése megérkezik a kiválasztott helyre.
• A legközelebbi tartózkodási helyét a PickPoint térképen találhatja meg.
• A szállítási idő várostól függően 1-8 nap. Például Moszkvában 1-2 nap; Szentpéterváron - 2-3 nap.
• Amikor a rendelés megérkezik az átvételi pontra, SMS-ben kapsz egy kódot, amellyel átveheted.
• Három napon belül tetszőleges időpontban a helyszínre érkezhet, és az SMS-ben kapott kóddal átveheti rendelését.
• Rendelését készpénzben fizetheti átvételkor vagy online a rendelés leadásakor.
• A szállítási költség a várostól és a megrendelés méretétől függően 240 rubeltől kezdődik. A rendszer automatikusan kiszámolja a fizetés során.

• 240 ₽

Szállítás az átvételi pontra

Kiszállítás a PickPointba

• Az átvételi pontra történő kiszállítás modern, kényelmes és gyors módja annak, hogy kézhez kapja megrendelését anélkül, hogy futárokat hívna vagy fogna.
• Az átvételi pont egy kioszk egy személlyel vagy egy sor vasdobozsal. Szupermarketekben, irodaközpontokban és más népszerű helyeken helyezik el őket. Megrendelése megérkezik a kiválasztott helyre.
• A legközelebbi tartózkodási helyét a PickPoint térképen találhatja meg.
• A szállítási idő várostól függően 1-8 nap. Például Moszkvában 1-2 nap; Szentpéterváron - 2-3 nap.
• Amikor a rendelés megérkezik az átvételi pontra, SMS-ben kapsz egy kódot, amellyel átveheted.
• Három napon belül tetszőleges időpontban a helyszínre érkezhet, és az SMS-ben kapott kóddal átveheti rendelését.
• Rendelését készpénzben fizetheti átvételkor vagy online a rendelés leadásakor.
• A szállítási költség a várostól és a megrendelés méretétől függően 240 rubeltől kezdődik. A rendszer automatikusan kiszámolja a fizetés során.

Posta

• A kézbesítés a legközelebbi postahivatalba történik osztályok bármelyikben helység Oroszország.
• A tarifát és a szállítási időt az Orosz Posta határozza meg. A várakozási idő átlagosan 2 hét.
• A megrendelést két munkanapon belül kézbesítjük az Orosz Postának.
• Rendelését készpénzben fizetheti átvételkor (utánvéttel), vagy online a rendelés leadásakor.
• A költséget a rendszer automatikusan kiszámítja a megrendelés során, és átlagosan körülbelül 400 rubelnek kell lennie.