Platus šviesos diodų naudojimas prasidėjo praėjusio amžiaus 60-ųjų viduryje. Nuo to laiko šis įrenginys patyrė daug pakeitimų. Ir šiandien, kai šviesos diodai gerokai atpigo, jų populiarumas tarp vartotojų gerokai išaugo. Šviesos diodų pagalba realizuotas apšvietimas dešimčia žingsnių lenkia kaitrines lempas ir fluorescencinius apšvietimo įrenginius – jie daug kartų ekonomiškesni, patikimesni ir patvaresni.
Kas yra šviesos diodas ir kaip jis veikia
Šviesos diodas yra įrenginys, kuris naudoja p-n sandūros savybes ir skleidžia fotonus, paverčia elektros srovę į šviesos spinduliuotę, kuri atsiranda, kai p-n sandūros srityje atsiranda atvirkštinis elektronų ir skylių derinys. Tai yra, būtina sąlyga norint prijungti šviesos diodus, kad būtų sukurtas švytėjimas, yra p-n sandūra, kuri yra dviejų skirtingų laidumo tipų puslaidininkių kontaktas. Šiems tikslamspuslaidininkiniai kristalai yra apdorojami akceptorių priemaišomis, kita vertus, donorinėmis priemaišomis. Šiuo atveju, norint skleisti šviesą, būtinas matomo diapazono šviesos kvantų energijos artumas su šviesos diodo aktyviosios srities juostos tarpu. Be to, kristale turi būti nežymiai mažas defektų skaičius, dėl kurių atvirkštinis elektronų ir skylių derinys p-n sandūros srityje atsiranda be spinduliavimo.
Kaip prisijungti?
Prijungiant šviesos diodus griežtai laikomasi poliškumo. Šiems tikslams šviesos diodų išėjimai turi atitinkamus pavadinimus: anodas ir katodas. Atitinkamai – pliusas ir minusas.
Šviesos diodas gali skleisti tik tada, kai įjungtas tiesiogiai. Kai vėl įjungiate, jis visam laikui sugenda.
Kadangi šviesos diodas gali skleisti šviesą tik esant tam tikroms įtampos ir srovės vertėms, į elektros instaliacijos schemą turi būti įtraukta ribinė varža.
Kaip prijungti šviesos diodą prie 220 V įtampos?
Kaip tai įmanoma padaryti? Šviesos diodą prijungti prie 220 V srovės š altinio nėra taip paprasta, kaip gali atrodyti. Problemos esmė slypi techninėse įrenginio charakteristikose, kurios veikimas pagrįstas srovės praleidimo per kristalus principu, dėl ko jie pradeda švytėti. Kad būtų laikomasi šio principo, reikalingas kitas įrenginys – vairuotojas, kurio užduotis yra valdyti srovės tiekimą į kristalą. Tuo pačiu metu vairuotojas apriboja jį iki kiekio, reikalingo konkretiems naudojamų LED modelių modeliams.
Kitaipšviesos diodų prijungimas atliekamas tiesiogiai prie 220 V įtampos ir naudojamas tada, kai šviesos diodas turi atrodyti kaip mažos galios indikatorius ir kai jungiamas tik vienas ar keli elementai. Daugeliu atvejų šviesos diodas naudojamas kaip šviesos š altinis ir yra prijungtas per tvarkyklę, kuri jau turi visus normaliam įrenginio veikimui reikalingus parametrus.
Šviesos diodas nešvies, jei jam tiekiama įtampa bus mažesnė už reikalaujamą reikšmę. Kita vertus, jei tokia įtampa viršys norimą vertę, įrenginys suges. Siekiant išvengti tokių atvejų, šviesos diodui prijungti naudojamas srovę ribojantis rezistorius.
Apytikslė dekoratyvinio LED apšvietimo tvarkyklės prijungimo schema parodyta toliau.
Pagrindinė tvarkyklės savybė yra kintamosios srovės, tekančios įprastu buitiniu lizdu, pavertimas, todėl į šviesos diodą tiekiama pastovi srovė.
Nuoseklus šviesos diodų prijungimas
Tokių įrenginių prijungimas turi savo ypatybes. Vienu metu jungti kelis šviesos diodus geriausia nuosekliai. Šis ryšys sumažins energijos sąnaudas ir leis vienu metu prijungti didelį skaičių. Tačiau tuo pačiu metu visi nuosekliai sujungti šviesos diodai turi būti to paties tipo, o maitinimo š altinis turi turėti pakankamai galios ir užtikrinti reikiamą įtampą.
Šviesos diodų prijungimas pagal šį principą yra gana paprastas. Diodai jungiami nuosekliai. Ryškus tokio ryšio pavyzdys – įprasta Kalėdų eglutės girlianda.
Arduino LED jungtis
Kaip išspręsti problemą, kad šviesos diodas įsijungtų ir išsijungtų kas 1 sekundę? Tam mums gali padėti vadinamasis eskizas – programa, sukurta Arduino aplinkoje. Arduino yra elektroninis dizaineris ir patogi platforma, kuri tapo plačiausiai naudojama tarp elektronikos entuziastų, nes ši sistema yra gana paprasta ir lengvai naudojama. „Arduino“pagrindu sukurti įrenginiai gali valdyti įvairias pavaras. Visų pirma, šviesos diodas.
Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta šviesos diodo prijungimo schema prie Arduino valdiklio, ant kurio įrenginys prijungtas prie aštuntojo išėjimo. Į šį faktą reikia atsižvelgti programuojant, nustatant reikiamus parametrus.
Lygiagretus ryšys
Lygiagretus šviesos diodų sujungimas plačiai naudojamas kasdieniame gyvenime – bet kuriame LED ekrane ar LED matricoje.
LED turi technologinių tiesioginės įtampos mažinimo vertės neatitikimų. Atitinkamai per juos praeis skirtingos srovės. Šiuo atveju taip pat skirsis šviesos intensyvumas, kurį žmogaus akis suvokia kaip skirtingą ryškumą. Dėl šios priežasties srovės turi būti išlygintos balastiniais rezistoriais.
Paveikslėlyje parodyta lygiagretaus sujungimo schemaŠviesos diodai vienu būdu. Tuo pačiu metu variantas „a“yra klaidingas, nerekomenduojama jo taikyti praktiškai. Teisinga parinktis „b“yra su balastiniais rezistoriais.
Savarankis prisijungimas
„Pasidaryk pats“LED prijungimas turi būti atliktas laikantis visų taisyklių. Jungimui būtina naudoti mažus laidus, nes tokio laido varža bus beveik lygi šviesos diodų varžai. Šiuo atveju patirtis rodo, kad įtampa krenta priklausomai nuo laido ilgio. Dėl šios priežasties maitinimo š altiniai yra šalia LED įrenginių. Arba jie naudoja maitinimo š altinius šviesos diodams, kurių išėjimo įtampa yra 24 V, 36 V arba 48 V. Savo ruožtu LED juostų gamintojai gamina juos skirtingoms įtampoms:
Prijungimas prie 1,5 V. Naudojant šią jungtį, šviesos diodams, kurių darbinė įtampa daugeliu atvejų viršija 1,5 V, reikia mažiausiai 3,2 V maitinimo š altinio. Šiuo atveju rezistoriaus prijungimui naudojamas blokuojantis generatorius, tranzistorius ir transformatorius
- Prijunkite prie 5 V. Šis šviesos diodo prijungimas apima rezistorių, kurio varža yra 100–200 omų.
- Prijunkite prie 9 V. Šis maitinimo š altinis itin retai naudojamas šviesos diodams prijungti. Dažniausiai nuosekliai jungiami trys diodai, kurių darbinė srovė yra 20 mA.
- Prisijungimasiki 12 V. Apima įrenginio tipo nustatymą, vardinės srovės, įtampos ir energijos suvartojimo nustatymą. Tokio sujungimo atveju būtina naudoti rezistorių, kuris dedamas ant bet kurios elektros grandinės dalies.
- Prijungimas prie 220 V. Naudojant šią jungtį, būtina apriboti srovės lygį, kuris praeis per šviesos diodą, taip pat sumažinti atvirkštinės šviesos diodo įtampos lygį, nes tik tokiu būdu ji bus įmanoma išvengti gedimo. Srovės lygį riboja rezistoriai, kondensatoriai arba induktoriai.
Sutelkime dėmesį į prisijungimą prie 220 V tinklo.
Prisijungimo prie didelių tarifų principas
Kaip prijungti šviesos diodą prie 220 V tinklo? Kaip jau minėta, optimaliam įrenginio surinkimui reikalingas vairuotojas, nes norint atlikti tokį ryšį ir kad įrenginiai veiktų stabiliai, reikia mažinti įtampos amplitudę ir srovės stiprumą, taip pat kaip konvertuoti kintamosios srovės įtampą į nuolatinę. Daliklis, turintis rezistorių arba talpinę apkrovą, taip pat įvairūs stabilizatoriai gali padėti išspręsti šią problemą.
Lempos jungiklis
Kaip prijungtas LED jungiklis? Mums elektros jungiklis butuose jau seniai nebuvo kuriozas. Tačiau pažanga nestovi vietoje, o apšvietimo įrangos gamintojai jau patobulino mums įprastus jungiklius, aprūpindami juos LED foniniu apšvietimu. Toksprietaisai užtikrina jų apšvietimą išjungus. Per dieną toks pagerėjimas, žinoma, nepastebimas. Tačiau naktį ši, atrodytų, smulkmena yra nepaprastai aktuali. Jungiklio prijungimas prie šviesos diodo nėra sudėtinga užduotis, nes tai atliekama pagal labai paprastą schemą. Tačiau saugos priemonių reikia laikytis tam tikrų niuansų.
Kaip matote iš pateiktos diagramos, įrenginį sudaro tik du elementai - rezistorius, kuris riboja srovę, ir, tiesą sakant, šviesos š altinis. Sudėtingumas ir savotiškas paradoksas slypi tame, kad šviesos diodas dedamas į 220 V kintamosios srovės jungiklį. Tuo pačiu metu pats šviesos diodas yra skirtas nuolatinei įtampai nuo 2 iki 12 V. Tačiau kai srovės stiprumas yra daug didesnis nei ši jungties grandinės atkarpa gali praeiti, energijos perteklius paverčiamas šiluma. O jei priešais šviesos diodą nebūtų rezistoriaus, tai pro jį einanti srovė tiesiog išgarintų diodo kristalą. Viskas apie rezistorių, kuris atjungia didžiąją dalį srovės.
Darbo algoritmas
LED prijungimas prie jungiklio atliekamas keliais etapais:
- Visiškai išjungiamas maitinimas.
- Išardome jungiklį, sujungiame elementus prie jo gnybtų pagal aukščiau pateiktą schemą.
- Perjungimo skydelyje plonu grąžtu išgręžkite skylę šviesos diodo išėjimui.
- Perjungiklio surinkimas.
- Maitinimo atstatymas.
- Įrenginio naudojimas.
