Светодиодтар туралы білуіңіз керек: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Жарық диод - бұл электр тогы, ол арқылы ток өткен кезде жарық шығарады. Жарықдиодты шамдар шағын, өте тиімді, жарқын, арзан, электронды компоненттер. Адамдар жарық диодты жарық шығаратын қарапайым компоненттер деп ойлайды және жарық диодтардың қызықты фактілері мен ерекшеліктерін елемейді. Бұл нұсқаулықта мен сізге «светодиодтар туралы білуіңіз керек барлық нәрсені» үйретемін, оның құрамына олардың жұмыс, ағымдық және қуат көрсеткіштері, құрылыстары, түрлері, светодиодтар үшін резисторлық калькулятор, пайдалану, тестілеу және қарапайым жарықдиодты схема кіреді.

Мұнда «LED резисторлық калькуляторы» ақысыз андроид қосымшасына сілтеме: LED резисторлық калькулятор. Бұл бағдарлама светодиоды үшін қажетті резистор мәнін есептеуге көмектеседі.

Светодиодтың пайда болу тарихы

Капитан Генри Джозеф Раунд радионың алғашқы ізашарларының бірі болды және 117 патент алды. Ол бірінші болып диодтан электролюминесценцияны бақылау туралы хабарлады, бұл жарық шығаратын диодтың ашылуына әкелді. Владимирович Лосев карборунд нүктелі-түйіспелі түйіндерден жарық шығаруды байқады. Радиотехник ретінде жұмыс барысында ол радио қабылдағыштарда қолданылатын кристалды диодтар, олар арқылы ток өткен кезде жарық шығаратынын байқады. 1927 жылы Лосев ресейлік журналда жарық диодтары туралы жұмысы туралы мәліметтерді жариялады. Бірнеше жыл өткен соң кіші Ник Холоняк 1962 жылы Нью-Йорктің Сиракузе қаласындағы General Electric Company зертханасында кеңесші ғалым болып жұмыс істей отырып, бірінші көрінетін спектрлі (қызыл) жарықдиодты ойлап тапты.

Бөлшектер тізімі:

• Түрлі түсті жарықдиодты шамдар - AliExpress
• RGB светодиодтары - AliExpress
• IR светодиодтары - AliExpress

1 -қадам: композиция және жұмыс

БЕЙНЕ:

1. Светодиодты өшіру.
2. Жарық диодты электродтардың жоғарғы көрінісі. (үлкен- катод, кіші- анод).
3. Жарықдиодты анод пен катодтың тұйықталуы. (Жарық диодты екіге бөліңіз).
4. Пластикалық қабықтан жарықдиодты анод пен катод алынып тасталды.

Құрамы

Ең көп таралған светодиодтар галлий (Ga), мышьяк (As) және фосфордан (P) тұрады. Қазіргі заманғы жарық диодтары тек GaAsP емес - басқа да жартылай өткізгіш қайнатпалар көп! Бұл жартылай өткізгіштер басқа да электронды компоненттерде қолданылады.

Жұмыс

Жарық диоды-бұл жарық шығаратын P-N Junction диоды. Светодиод біржақты күйде болса, ол қалыпты диодтан шығатын жылудың орнына жарық шығарады. P-N түйіні алға бағытталған кезде, светодиод жағдайында кейбір тесіктер N-аймақ электрондарымен, ал кейбір электрондар P-аймақ тесіктерімен қосылады. Әрбір рекомбинация жарық немесе фотон шығарады.

Жарық диодтарының полярлығы бар, сондықтан олар кері бағытта қосылған болса жұмыс істемейді. Жарықдиодты полярлықты тексерудің ең оңай әдісі - жарық диодты көзге жақын ұстау. Сіз екі электрод бар екенін көресіз. Ең қалыңы-катод (-). Жарық катодтан шығарылады. Жіңішке электрод - бұл анод (+). [Бұл полярлықты тексеру әдісі жоғары тиімділігі бар светодиодтар сияқты кейбір светодиодтарда жұмыс істемейді, керісінше болса]. Жарықдиодты жарықдиодтар катод пен анод сымдарының ұзындығы әр түрлі болатындай етіп шығарылады. Осының арқасында светодиодтар катодтан (-) қарағанда анодты (+) сыммен шығарылады. Бұл сонымен қатар полярлықты анықтауды жеңілдетеді. Ескертпе: Кейбір өндірушілер екі электрод сымдарын бірдей ұзындықта ұстайды. Полярлықты тексеру үшін мультиметрді қолдану қажет.

2 -қадам: Ағымдағы және қуаттық рейтингтер, Гаиц заңы

БЕЙНЕ: жарықдиодты белгі

Жалпы жарықдиодты светодиодтар ~ 1,5В дейін жұмыс істей алады, бірақ қызыл жарықдиодтың қажеттілігі ~ 1,8 В, кәдімгі жасыл жарық диодтарының қажеттілігі ~ 2В және көгілдір ақ және ақ жарық диодтары (әрине фосфорлы жабындысы бар көк) жақсы 3В қажет.

Светодиодтарда «кернеу рейтингі» жоқ; олар ток күшімен қозғалады. Жарықтық токқа пропорционалды, кернеуге тура пропорционалды емес. Кез келген нақты ток кезінде олар тура кернеуге ие болады, бірақ бұл токтың екінші реттік мәні, ол басқарылатын негізгі фактор.

Ағымдағы рейтингтер

Жарықдиодты шамдардың ағымдағы рейтингі кернеу рейтингісіне ұқсас. Жарықдиодты шамдар әдетте стандартты ток деңгейіне ие. Көптеген жарықдиодты шамалар шамамен 5-25 мА қажет. Жарық диодты қажет ететін ток кейде СИД түсіне байланысты болады. Егер сіз артық ток берсеңіз, жарық диоды жанып, зақымдалады. Екінші жағынан, егер сіз өте төмен ток берсеңіз, жарық диоды максималды шығымды бермейді. Қазіргі заманғы ультра ашық қызыл/жасыл светодиодтар 1мА шамасында қолайлы шығуды (күйді пайдалану үшін және т.б.) бере алады

Қуат көрсеткіштері

Жарықдиодты шамдар олардың түріне, құрастырылуына және ағымдағы бағасына байланысты әр түрлі қуат көрсеткіштеріне ие болуы мүмкін. Светодиодтар сонымен қатар «жоғары қуатты жарықдиодты» пакеттерде болады. Жарықдиодты шамдар CFL және қыздыру шамдары сияқты қарапайым шамдарға қарағанда тиімсіз.

Гаиц заңы

Онда әр онжылдықта бір люменнің шығуы (пайдалы жарық бірлігі) 10 есеге төмендейді, ал жарықтың бір толқын ұзындығы (түсі) үшін бір жарықдиодты пакетте шығарылатын жарық мөлшері 20 есе артады. Бұл Мур заңының светодиодты аналогы болып саналады, онда берілген интегралды схемадағы транзисторлар саны әр 18-24 айда екі есе артады. Екі заң да жартылай өткізгіш қондырғылар өндірісін оңтайландыру процесіне сүйенеді.

3 -қадам: Құру

БЕЙНЕ:

1. Негізгі жарық диоды.
2. Жарықдиодты шам.
3. SMD жарық диоды (үлкен).
4. SMD жарық диоды (шағын).
5. 7 сегментті дисплейде қолданылатын дисплейдің жарық диоды.

Жарықдиодты шамдар әр түрлі пішіндер мен өлшемдерде шығарылады. Пластикалық линзаның түсі жарықтың нақты түсімен жиі сәйкес келеді, бірақ әрқашан емес. Мысалы, күлгін пластик жиі инфрақызыл светодиодтар үшін қолданылады, ал көк құрылғылардың көпшілігінде түссіз корпустар болады. Жарықтандыруға және артқы жарықтандыруға арналған қазіргі заманғы жоғары қуатты жарық диодтары әдетте SMD беттерінде орнатылады. Кейбір светодиодтарда диффузиялық пластикалық линзалар бар.

Негізгі жарық диоды

Негізгі жарық диоды - ең көп қолданылатын жарықдиодты шамдардың бірі. Оның әйгілі болуына байланысты, оның бағасы басқа жарықдиодты шамдармен салыстырғанда арзанырақ. Бұл өте қарапайым көрінеді және дизайн өте қарапайым.

Жарықдиодты шам

Бұл «күмбез» тәрізді жарықдиодты жарықдиодты түрі. Бұл пішін жарықтың таралу аймағын ұлғайтуға арналған. Басқаша айтқанда, жарықдиодты жарықтың сәулелену бұрышы (айналу) негізгі жарықдиодқа қарағанда үлкен. Бұл әдетте олардың жарық шығарғышты күмбезден қаншалықты алыс орналастыруымен бақыланады. Деректер парақтары әрқашан сізге «жартылай қуат бұрышы» береді (осьтен тыс бұрышта сіз жарықтықтың жартысын ғана көресіз). Егер сіз эмиссияның әлдеқайда кең бұрышын қаласаңыз, күмбезді дремель құралымен кесуге болады. Егер сіз қамқорлық жасасаңыз, сіз соңын файлға немесе жылтыратуға болады, бірақ бұл қажет емес. Сіз оны эмиссиялық құрылғыға неғұрлым жақын кессеңіз, соғұрлым кеңірек бұрыш аласыз. Бірақ тым жақын кесіп алмау үшін абай болыңыз, себебі көзге көрінбейтін ұсақ сым бар. Светодиодтың бұл түрі негізгі сымға қарағанда сәл қымбат.

SMD жарық диоды

Жарық диодының бұл түрі әдетте өте кішкентай. SMD - бетіне орнатылған құрылғы. Атауынан көрініп тұрғандай, бұл жарықдиодты «тесік» кәдімгі компоненттерінен айырмашылығы ПХД бетіне дәнекерленген. Бұл светодиодтар әдетте машиналармен (дәл дәнекерлеу роботтары) дәнекерленген және қолмен дәнекерлеу өте қиын (SMD жарықдиодты қолмен дәнекерлеу мүмкін емес). SMD светодиодтарын қолмен дәнекерлеу үшін сізге ұсақ ұшты дәнекерлеуіш, жұқа дәнекерлеуіш, жарқын жарық, мүмкін үлкейткіш және жақсы дәнекерлеу дағдылары қажет.

Жарықдиодты дисплей

Жарық диодының бұл түрі негізінен дисплейлерде қолданылады, себебі оның пішіні тегіс.

4 -қадам: түрлері

БЕЙНЕ:

1. Жарықдиодты шамдар.
2. IR жарықдиодты шамдар.
3. 7 сегменттік дисплейдің жарық диоды
4. Үш түсті жарықдиодты (түсі өзгеретін жарық диоды).

Түсті жарықдиодты

Түсті және ақ жарықдиодты шамдар негізінен индикаторларда, шамдарда, жарықтандыру жабдығында және т.б.да қолданылады.

Түсті өзгертетін жарық диоды (Tri/Bi Color LED)

Светодиодтың бұл түрінде жарықдиодты жарық түсі белгілі бір уақыт аралығында өзгереді. Кішкентай интегралды схема (IC) әр түрлі түстерді ауыстыру арасындағы уақытты кешіктіруді бақылау үшін осы жарықдиодты реттегішке енгізілген. Үш түсті/екі түсті светодиодтар түсін өзгертпейді, олар бір пакетте екі бөлек жарық диоды (көбінесе қызыл және жасыл). Сіз екі түсті шығару үшін біреуін немесе екіншісін бұрасыз, екіншісі үшіншісін жасайды.

Инфрақызыл (IR) жарық диоды

Жарықдиодты шамдардың бұл түрі инфрақызыл сәулелерді шығарады. Бұл инфрақызыл сәулелерді Адам көзі көре алмайды. Жарық диодының бұл түрі әдетте 38 кГц жиілікте жұмыс істейді. Дизайнер жарық диодты қабылдағышқа басқа инфрақызыл көздерден ажырату әдісі ретінде модуляциялайды. Жарық диодты шамдар жыпылықтайтын диодты көрсету үшін өте төмен жиіліктерде модуляцияланады және олардың жарықтығын тиімді басқару үшін жиі әр түрлі циклмен салыстырмалы түрде жоғары жиілікте модуляцияланады. Содан кейін кейбіреулері деректерді жіберу үшін әлдеқайда жоғары жиіліктерде модуляцияланады (мысалы, талшықты -оптикада қолданылатын). Ол негізінен қашықтықтан басқарылатын және кіші диапазондағы байланыс құрылғыларында қолданылады. Сіз жарықдиодты жарықдиодты камераның астында қарау арқылы тексере аласыз, ал жарық диодты ток арқылы өтеді. Басқаша айтқанда, камералар светодиодтан шығатын IR сәулелерін анықтай алады. IR блок сүзгісі жоқ камералар әдетте ИҚ жақын көре алады (және арзан камералар, әсіресе қауіпсіздік камералары). Айта кету керек, тіпті кейбір ұялы телефон камералары да IR блок сүзгісінің арқасында IR жарықдиодты жақсы көрмейді.

7 сегменттік дисплейдің жарық диоды

7 сегментті дисплейлік жарық диоды - 8 түрінде қосылған 7 дисплейлі жарықдиодтан тұратын жарық диоды. Ол калькуляторларда, дисплейлерде және т.б қолданылады. Осыған ұқсас жарық диоды алфавиттерді көрсету үшін де қолданылады.

УК жарықдиодты

Ультракүлгін светодиодтар ультракүлгін сәулелерді шығарады. Бұл сәулелердің әр түрлі қосымшалары бар, мысалы, стерилизация, су тазарту және т.

5 -қадам: Жарықдиодты шамдар үшін резисторлық калькулятор

КЕСІРІМДЕР:

1. Әр түрлі резисторлар мен жарық диоды.
2. Жарық диодты қарсылық калькуляторының қолданба логотипі.

Светодиодтар туралы жиі қойылатын сұрақ - бұл бірге қолданылатын резистор. Светодиодтармен бірге резисторды қолданудың себебі - оларды жарық диодты күйдіріп, зақымдайтын артық токтан қорғау. Бірақ дұрыс жарықдиодты таңдау оңай емес. Неге? Егер сіз өте жоғары қарсылықты таңдасаңыз, жарық диод максималды жарықты шығармайды. Егер сізде қарсылық төмен болса, жарықдиодты зақымдау ықтималдығы бар.

Осылайша қарапайым формула ойлап табылды:

Қарсылық = (Бастапқы кернеу - жарықдиодты кернеу) / (Жарық диодты ток / 1000)

*Есіңізде болсын, жарықдиодты ток миллиамптарда (мА)

Есептеуді жеңілдету үшін сіз бұл ақысыз Android қосымшасының LED қарсыласу калькуляторын пайдалана аласыз. Бұл нұсқаулық үшін арнайы жасалған бағдарлама. Бұл қосымшаға электроникамен байланысты басқа да функциялар мен калькуляторлар қосылады. Қолданбаны BluBot Technologies әзірледі. Сіз оның нұсқауларын тексере аласыз және онымен Orangeboard @Nathan Neal Dmello арқылы байланыса аласыз. Ол сонымен қатар қосымшаларды, веб -сайттарды, компьютерлік бағдарламаларды және т.б. дамытуда басқа да жобаларды жүзеге асырады. Сіз онымен веб -сайты арқылы байланыса аласыз.

6 -қадам: Қолдану

БЕЙНЕ:

1. ТД түймесі жоқ пульт.
2. ТД түймесі басылған және IR жарықдиодты жарқыл анықталған теледидардың қашықтан басқару құралы.
3. Жарықдиодты жарықдиодты шамдар.
4. Смартфон камерасының жарық диоды.
5. Ноутбуктің жарық диодты қуат көрсеткіштері.

Жарықдиодты шамдар барлық жерде қолданылады. Телефонның жарқылынан, көліктеріңіздің музыкалық жүйесіне, бақша шамдарына, теледидар дисплейіне дейін. Негізінде олардың бейімделгіштігі мен тиімділігі оларға көптеген электронды гаджеттерден орын берді.

Ең танымал қолданудың кейбірі:

1. Жарықтандыру.
2. Көрсетулер.
3. Көрсеткіштер.
4. Сәндік шамдар мен заттар.
5. Қашықтықтан басқару.
6. Стерилизация.
7. Суды тазарту.
8. Стоматология және басқа да медициналық қосымшалар.

7 -қадам: Тексеру және схема

БЕЙНЕ:

1. Жарықдиодты тексеру үшін мультиметр қолданылады.
2. Жарық диодты қолданатын қарапайым схема.

Сынақ

Түсті, жарықтықты және полярлықты тексеруге арналған классикалық тест - бұл тек 3В литий монеталық ұяшығы (мысалы, CR2032). Әрине, қысқа вольтты жарықдиодты ғана түртіңіз, әйтпесе олар қызып кетуі мүмкін!

Мультиметр көмегімен дұрыс жұмыс істеп тұрғанын тексеру үшін кейбір светодиодтарды тексеруге болады:

1. Мультиметрдің дискін «Жалғастыру» функциясына орнатыңыз.
2. Енді жарықдиодты анодты (+) мультиметрдің ҚЫЗЫЛ/Позитивті ((+) зондына қосыңыз және жарықдиодты катодты (-) ҚАРА/Теріс/(-) зондқа мультиметрге қосыңыз.
3. Егер жарық диоды жұмыс істеп тұрса, мультиметр «Бип» дыбысын шығара бастайды. Ал мультиметр экранында мән шығады. Сонымен қатар, жарық диоды жануы керек.

*Мультиметрдің үзіліссіздік функциясын қолдана отырып, жарықдиодты тестілеу әдетте жұмыс істемейді, себебі мультиметрлердің көпшілігі қарсылық пен үздіксіздік сынақтарына тек 1В төмен кернеуді қолданады. Олай болса, мультиметр үздіксіз дыбыстық сигнал шығармайды; ол бір қысқа дыбыстық сигнал шығаруы мүмкін. Көптеген мультиметрлерде диод бойынша 2В дейін қолданылатын диодтың символымен көрсетілген сынақ функциясы бар. Бұл сізге көптеген светодиодтардың полярлығын сенімді түрде көрсетеді, бірақ кернеуі жоғары көк және ақ жарық диодты емес.

Сондай-ақ, осы схеманың көмегімен жарық диодты және кез келген басқа компонентті тексеруге болады:- электронды сенсор компоненттерін тексеруші

Схема

Бұл жарықдиодты қолданатын ең қарапайым және әмбебап схемалардың бірі. Бұл керемет схеманың себебі, ол кез келген басқа электронды компоненттердің немесе электронды сенсорлардың жұмысын тексере алады. Сіз сондай -ақ осы схеманы жасауға көмектесетін егжей -тегжейлі оқулықты тексере аласыз: Электронды сенсор компоненттерін тексеруші

Техникалық сайыста екінші орын

Оқытудағы екінші сыйлық! Байқауға Дремель демеушілік жасады