Cum se face un LED intermitent, principiul de funcționare, teste, schemă

Anterior

Conţinut:

  • Principiul de funcționare al LED-ului
  • Testarea LED-urilor RGB intermitente
  • Cum să faci să clipească un LED obișnuit

Dacă nu este posibil să cumpărați un LED intermitent gata făcut, unde toate elementele necesare pentru îndeplinirea funcției dorite sunt deja încorporate în bec și tot ce rămâne este să conectați bateria, atunci puteți încerca să vă asamblați propriul circuit. . Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de puțin: calculați rezistența pentru LED, care împreună cu condensatorul setează perioada de oscilație a circuitului, limitați cumva curentul și, desigur, alegeți tipul de cheie. Din anumite motive, economia țării noastre este bazată pe minerit, în timp ce electronicele sunt îngropate adânc în pământ. Din acest motiv, cu baza elementară de stres. Și poate apărea cu adevărat o problemă, nu o sarcină, cum să faci un LED intermitent. Mai ales dacă există o promoție cu „găleți albastre” pe nas.

Principiul de funcționare al LED-ului

Funcționarea LED-ului

Înainte de a conecta LED-ul, trebuie să cunoașteți un minim de teorie. În regiunea joncțiunii p-n, datorită existenței găurii și conductibilității electronilor, se formează o zonă cu niveluri de energie nestandard pentru grosimea cristalului principal. În timpul recombinării purtătorilor de sarcină, energia este eliberată, iar dacă valoarea sa este egală cu un cuantum de lumină, atunci joncțiunea a două materiale începe să strălucească. Nuanța depinde de unele valori, iar raportul este următorul:

E = h c / ?, unde h = 6,6 x 10-34 este constanta lui Planck, c = 3 x 108 este viteza luminii, iar litera greacă lambda denotă lungimea de undă (m). (Vezi și: Cum să împămânți corect)

Din această afirmație rezultă că se poate crea o diodă unde diferența de niveluri de energie este E. Acesta este ceea ce se va căuta. Așa sunt făcute LED-urile. Și în funcție de diferența de niveluri, culoarea poate fialbastru, rosu, verde, etc. Mai mult, nu toate LED-urile au aceeasi eficienta. Cele mai slabe sunt cele albastre și care din punct de vedere istoric au fost printre ultimii care au apărut. Eficiența LED-urilor este relativ scăzută (pentru tehnologia semiconductoare) și rareori ajunge chiar și la 45%. Dar cu toate acestea, conversia specifică a energiei electrice în energie luminoasă utilă este pur și simplu uimitoare. Fiecare W de energie poate da de 6-7 ori mai mulți fotoni decât o spirală de tensiune în aceleași condiții de consum. Acest lucru explică de ce LED-urile ocupă astăzi o poziție puternică în tehnologia iluminatului.

Din același motiv, crearea unui fulger bazat pe aceste elemente semiconductoare este incomparabil mai ușoară. Tensiuni relativ mici sunt suficiente pentru ca circuitul să înceapă să funcționeze. Orice altceva se rezumă la alegerea cheii și a elementelor pasive potrivite pentru a crea un dinte de ferăstrău sau o tensiune pulsată de forma dorită:

  • Amplitudine.
  • Pocnituri
  • Frecvența de plecare.

    • Cum să o facă? Este evident că conectarea LED-ului la rețeaua de 220V nu va fi cea mai bună idee. Există scheme similare, dar este destul de dificil să le faci să clipească, deoarece elementul de bază pentru aceasta nu a fost încă creat. De obicei, LED-urile funcționează de la tensiuni de alimentare mult mai mici. Cele mai disponibile dintre ele sunt:

    funcționare

    Un simplu LED

    • Tensiunea +5 V este prezentă în dispozitivele pentru încărcarea bateriilor telefonului, precum și în iPad-uri și alte gadget-uri. Adevărat, curentul de ieșire în acest caz este mic, dar în majoritatea cazurilor nu este necesar. Alternativ, +5V poate fi găsit pe una dintre magistralele de alimentare ale unui computer personal. În acest caz, nu vor fi probleme cu limitarea curentă. În acest caz, firul este roșu și căutați pământul pe negru.
    • Tensiune de la +7 la +9, V se găsește adesea pe încărcătoarele posturilor de radio portabile, vviața de zi cu zi numită walkie-talkie. Multe companii și fiecare are propriile standarde. Nu putem oferi recomandări specifice aici. Dar walkie-talki-urile se defectează adesea din cauza particularităților de utilizare, astfel încât încărcătoarele suplimentare pot fi obținute de obicei relativ ieftin.
    • În opinia noastră, schema de conectare cu LED-uri va funcționa cel mai bine de la +12 St. Aceasta este o tensiune standard în microelectronică, poate fi găsită în multe locuri. De asemenea, unitatea de calculator conține o tensiune de -12 St. Izolația miezului este albastră, iar firul în sine este lăsat pentru compatibilitate cu unitățile vechi. În cazul nostru, poate fi necesar dacă nu există o bază elementară la îndemână pentru alimentarea +12 St. Atunci va fi suficient să găsiți tranzistori complementari și să le porniți în locul celor de ieșire. Valorile nominale ale elementelor pasive rămân aceleași. LED-ul în sine este aprins și de partea din spate.
    • Valoarea -3,3 la prima vedere pare nepretențioasă. Dar dacă aveți norocul să obțineți LED-uri SMD0603 RGB pe aliexpress pentru 4 ruble pe bucată, atunci va fi posibil să nu returnați munții. In orice caz! Căderea de tensiune în direcția înainte nu trebuie să depășească 3 (în cazul nostru nu va fi necesară comutarea inversă, dar în cazul polarității incorecte, tensiunea maximă este 5).

    Acum că dispozitivul LED-ului ne este complet clar, iar condițiile de ardere sunt cunoscute, să începem să implementăm ideea noastră. Și anume, vom face elementul să clipească.

    Testarea LED-urilor RGB intermitente

    O sursă de alimentare pentru computer este aproape ideală pentru testarea LED-urilor SMD0603. În acest caz, trebuie doar să puneți un divizor rezistiv. Pentru a face acest lucru, conform schemei din documentația tehnică, rezistența joncțiunilor p-n în direcția înainte este evaluată cu ajutorul unui tester. Măsurarea directă este imposibilă aici. În schimb, ar trebui să asamblați circuitul prezentat în figură.Iată motivele noastre și ceea ce se arată în imagine:

    Schema de evaluare a rezistentei jonctiunilor p-n

  • Acest microcircuit împreună cu numerele picioarelor conform datelor tehnice.
  • Puterea este aplicată catodului deoarece polaritatea tensiunii este negativă. 3.3 este suficient pentru a deschide joncțiuni p-n.
  • Aveți nevoie de un rezistor variabil cu un rating nu foarte mare. Il avem instalat cu o limita maxima de 680 Ohmi in imagine. În această poziție ar trebui să fie inițial.
  • În mod normal, rezistența unei joncțiuni p-n deschise nu este foarte mare, dar avem nevoie de o marjă semnificativă pentru ca diodele să nu se ard (ne amintim că tensiunea lor maximă directă este de 3 V). De asemenea, se ține cont de faptul că la tensiune joasă, rezistența fiecărui LED va fi de aproximativ 700 ohmi. Când este conectat în paralel, rezistența totală se găsește conform formulei prezentate în figură. Înlocuind acolo toți cei trei parametrii de intrare de 700, obținem 233 ohmi. Aceasta va fi rezistența LED-urilor noastre în momentul în care abia încep să se deschidă (cel puțin așa credem noi).

    Formula de calcul a rezistenței totale

  • Concluzia este că va trebui să controlăm modul cu un tester (vezi figura). Pentru a face acest lucru, măsurăm constant tensiunea pe microcircuitul LED, reducând simultan valoarea rezistenței, până când diferența de potențial crește la 2,5 V. În plus, este pur și simplu periculos să crești tensiunea, poate mulți se vor opri chiar și la 2,2 V.
  • Apoi, din proporție, vom găsi rezistența dorită a microcircuitului LED: (3,3 – 2,5)/2,5 = R пер / Rбощ, unde R пер este rezistența rezistenței variabile în momentul în care tensiunea pe afișajul testerului ajunge la 2,5 V. R total = 3,125 R trans.

    • Firul +3.3 de pe unitatea de alimentare a computerului are izolație portocalie, iar împământarea circuitului este luată din negru. Rețineți că nu aveți nevoieincludeți acest modul fără încărcare. Ideal ar fi să conectați o unitate DVD sau un alt dispozitiv la unul dintre conectori. De asemenea, este permis, dacă aveți capacitatea de a manipula dispozitive sub curent, să scoateți pur și simplu capacul lateral, să îndepărtați contactele necesare de acolo și să nu scoateți deloc unitatea de alimentare. Diagrama ilustrează conectarea LED-urilor. Mulți se vor întreba - ce urmează? Ai măsurat rezistența conexiunii în paralel a LED-urilor și ai oprit?

    Vă explicăm: în stare de funcționare, dacă mai multe LED-uri trebuie aprinse, vom face o setare similară. Ca rezultat, tensiunea de alimentare pe microcircuit ar trebui să fie de 2,5 V. Vă rugăm să rețineți că LED-urile clipesc, așa că este posibil ca citirile să nu fie complet exacte. În acest caz, maximul citirilor nu trebuie să depășească 2,5 St. Ei bine, și, desigur, va fi clar că circuitul funcționează, pentru că LED-urile vor începe să clipească. Pentru ca doar o parte dintre ele să se manifeste în acest plan, trebuie să eliminați alimentele din cele inutile. De asemenea, este permisă asamblarea unui circuit de depanare cu trei rezistențe variabile - câte unul în ramura fiecărei culori. (Vezi și: Cum să faci singur împământarea într-o casă privată)

    Astfel, acum știm cum să facem lumini LED intermitente cu propriile noastre mâini. Și acum mulți se vor întreba dacă este posibil să se modifice timpul de declanșare. Credem că containerele ar trebui încă folosite în interior. Poate fi chiar propriile capacități ale joncțiunilor p-n ale LED-urilor. Dar, în orice caz, conectând un condensator variabil în paralel cu circuitul de intrare, puteți încerca să schimbați ceva. Evaluarea ar trebui să fie foarte mică și măsurată în pF. Pur și simplu nu pot exista condensatoare mari într-un cip atât de mic. De asemenea, presupunem că rezistorul conectat în paralel cu microcircuitul (vezi linia punctată din figură) și împământat la masă va fiformează un divizor mai precis. În acest caz, stabilitatea va crește.

    Apoi, evaluările ar trebui luate mai în serios, dar nu uitați că acest lucru va limita în mod semnificativ curentul care curge prin LED-uri. De fapt, trebuie să vă gândiți la această problemă în funcție de situația actuală.

    Cum să faci să clipească un LED obișnuit

    Schema pentru un LED intermitent

    Circuitul pe care l-am descris în imagine folosește o defalcare de avalanșă a tranzistorului pentru funcționarea sa. Dacă luăm KT315B, pe care îl folosim ca cheie, atunci pentru acesta tensiunea inversă maximă între colector și bază este de 20 V. Prin urmare, nu este nimic periculos într-o astfel de includere. Dar în modificarea KT315Zh, acest parametru este de numai 15 V, ceea ce este mult mai aproape de tensiunea de alimentare de +12 V aleasă de noi. Prin urmare, un astfel de tranzistor nu trebuie utilizat în acest circuit.

    Strict vorbind, defalcarea avalanșelor nu este un mod obișnuit al unei joncțiuni p-n. În acest caz, din cauza unei tensiuni inverse foarte mari între colector și bază, ionizarea atomilor are loc din cauza impactului purtătorilor de sarcină dispersați. Ca rezultat, se formează o masă de particule încărcate liber, care sunt captate de câmp și formează un curent. Martorii oculari susțin că defectarea tranzistorului KT315 necesită o tensiune inversă aplicată între colector și emițător, cu o amplitudine de 8-9 St.

    Și acum câteva cuvinte despre cum funcționează schema. În momentul inițial de timp, condensatorul începe să se încarce. Este conectat la +12 V, iar restul circuitului este întrerupt datorită faptului că comutatorul tranzistorului este închis. Treptat, diferența de potențial crește și la un moment dat ajunge la tensiunea de rupere a avalanșei a tranzistorului. În acest moment, tensiunea condensatorului scade brusc, deoarece două joncțiuni p-n deschise sunt conectate în paralel cu acesta:

  • Tranzistorul este situat înmodul de avarie.
  • LED-ul este deschis datorită includerii directe.

    • În total, tensiunea de acolo ar trebui să fie de aproximativ 1 V, condensatorul începe să se descarce prin joncțiuni p-n deschise, dar de îndată ce tensiunea scade sub 7-8, lafa se termină. Comutatorul tranzistorului este închis și procesul se repetă din nou. Este clar că o anumită histerezis este inerentă schemei. Adică, tranzistorul se deschide la o tensiune mai mare decât se închide. Acest lucru se datorează inerției tuturor proceselor. Și datorită acestui fapt, puteți observa cum funcționează LED-ul.

    Valorile nominale ale rezistenței și condensatorului determină perioada de oscilație. Iar condensatorul poate fi luat mult mai mic dacă includeți o rezistență mică între colectorul tranzistorului și LED. De exemplu, 50 ohmi. Din acest motiv, constanta de descărcare va crește dramatic și va fi mai ușor să verificați vizual LED-ul (timpul de ardere va crește). Este clar că curentul nu trebuie să fie prea mare, valorile sale maxime sunt luate din manuale. Nu se recomandă conectarea lămpilor LED din cauza stabilității termice scăzute a sistemului și a prezenței unui mod anormal de tranzistor. Și despre asta vrem să luăm rămas bun de la cititorii noștri și sperăm că recenzia s-a dovedit a fi interesantă, imaginile sunt perspicace și explicațiile sunt la fel de clare ca ziua lui Dumnezeu.

    Următorul

    Citește și: