RGB-led: kako rade, interni elementi, kako se povezati, RGB-led i Arduino. Višebojne LED diode na mikrokontroleru Podesite RGB-led vlastitim rukama

Vaša regija:

Preuzimanje iz ureda

Preuzimanje iz ureda u Moskvi

Ured se nalazi 5 minuta hoda od metro stanice Taganskaya, u ulici Bolshoy Drovyanoy 6.
Ako se izvrši radnim danom prije 15:00 sati, narudžba se može preuzeti nakon 17:00 sati istog dana, u suprotnom - sljedeći radni dan nakon 17:00 sati. Nazvat ćemo i potvrditi spremnost narudžbe.
Narudžbu možete primiti od 10:00 do 21:00 sedam dana u tjednu nakon što je spremna. Narudžba će vas čekati 3 radna dana. Ako želite produžiti razdoblje skladištenja, samo pišite ili nazovite.
Prije posjete zapišite broj svoje narudžbe. Potrebno je po primitku.
Da biste došli do nas, predočite putovnicu na ulazu, recite da ste u Amperki i idite liftom na 3. kat.

besplatno

Dostava kurirskom službom u Moskvi

Dostava kurirskom službom u Moskvi

Isporuku vršimo sljedeći dan pri narudžbi prije 20:00 sati, inače - sljedeći dan.
Kuriri rade od ponedjeljka do subote, od 10:00 do 22:00 sata.
Narudžbu možete platiti gotovinom po primitku ili online prilikom narudžbe.

250 ₽

Dostava do mjesta preuzimanja

Dostava na PickPoint

mjesto odabira.
Narudžbu možete platiti gotovinom po primitku ili online prilikom narudžbe.

240 ₽

Dostava kurirskom službom u Sankt Peterburgu

Dostava kurirskom službom u Sankt Peterburgu

Dostavljamo svaki drugi dan ako je naručeno prije 20:00 sati, inače - za dva dana.
Kuriri rade od ponedjeljka do subote, od 11:00 do 22:00 sata.
Prilikom dogovora o narudžbi možete odabrati trosatni interval dostave (najraniji je od 12:00 do 15:00 sati).
Narudžbu možete platiti gotovinom po primitku ili online prilikom narudžbe.

350 ₽

Dostava do mjesta preuzimanja

Dostava na PickPoint

Dostava do mjesta preuzimanja moderan je, praktičan i brz način za primanje narudžbe bez pozivanja i hvatanja kurira.
Mjesto preuzimanja je kiosk s osobom ili niz željeznih kutija. Postavljaju se u supermarketima, uredskim centrima i drugim popularnim mjestima. Vaša narudžba će biti na mjestu koje odaberete.
Na karti PickPointa možete pronaći točku koja vam je najbliža.
Rok isporuke - od 1 do 8 dana ovisno o gradu. Na primjer, u Moskvi je 1-2 dana; Petersburg - 2-3 dana.
Kada narudžba stigne na mjesto preuzimanja, dobit ćete SMS s kodom za primanje.
U bilo koje vrijeme u roku od tri dana možete doći na mjesto i upotrijebiti kod iz SMS-a za primanje narudžbe.
Narudžbu možete platiti gotovinom po primitku ili online prilikom narudžbe.
Trošak dostave - od 240 rubalja, ovisno o gradu i veličini narudžbe. Izračunava se automatski tijekom naplate.

240 ₽

Dostava do mjesta preuzimanja

Dostava na PickPoint

Dostava do mjesta preuzimanja moderan je, praktičan i brz način za primanje narudžbe bez pozivanja i hvatanja kurira.
Mjesto preuzimanja je kiosk s osobom ili niz željeznih kutija. Postavljaju se u supermarketima, uredskim centrima i drugim popularnim mjestima. Vaša narudžba će biti na mjestu koje odaberete.
Na karti PickPointa možete pronaći točku koja vam je najbliža.
Rok isporuke - od 1 do 8 dana ovisno o gradu. Na primjer, u Moskvi je 1-2 dana; Petersburg - 2-3 dana.
Kada narudžba stigne na mjesto preuzimanja, dobit ćete SMS s kodom za primanje.
U bilo koje vrijeme u roku od tri dana možete doći na mjesto i upotrijebiti kod iz SMS-a za primanje narudžbe.
Narudžbu možete platiti gotovinom po primitku ili online prilikom narudžbe.
Trošak dostave - od 240 rubalja, ovisno o gradu i veličini narudžbe. Izračunava se automatski tijekom naplate.

Slanje ruskom poštom

Poštanski ured

Dostava se vrši do najbliže pošte. grane na bilo kojem lokalitetu Rusija.
Tarifu i vrijeme dostave diktira ruska pošta. U prosjeku, vrijeme čekanja je 2 tjedna.
Narudžbu prenosimo Ruskoj pošti u roku od dva radna dana.
Narudžbu možete platiti gotovinom po primitku (pouzećem) ili online prilikom narudžbe.
Trošak se izračunava automatski tijekom narudžbe i trebao bi u prosjeku iznositi oko 400 rubalja.

Dostava EMS-om

Višebojne LED diode, ili kako ih još zovu RGB, koriste se za označavanje i stvaranje pozadinskog osvjetljenja koje se dinamički mijenja u boji. Zapravo, nema ništa posebno u vezi s njima, da vidimo kako rade i što su RGB LED diode.

Unutarnja organizacija

Zapravo, RGB LED su tri jednobojna kristala kombinirana u jednom pakiranju. Naziv RGB znači crveno - crveno, zeleno - zeleno, plavo - plavo, prema bojama koje svaki od kristala emitira.

Ove tri boje su osnovne, a svaka boja nastaje njihovim miješanjem; ova tehnologija se dugo koristi u televiziji i fotografiji. Na gornjoj slici možete vidjeti sjaj svakog kristala posebno.

Na ovoj slici vidite princip miješanja boja kako biste dobili sve nijanse.

Kristali u RGB LED diodama mogu se spojiti na sljedeći način:

Sa zajedničkom anodom;

Sa zajedničkom katodom;

Nije povezano.

U prve dvije opcije vidjet ćete da LED ima 4 pina:

Ili 6 zaključaka u posljednjem slučaju:

Na fotografiji se ispod leće jasno vide tri kristala.

Za takve LED diode prodaju se posebne montažne jastučiće, čak ukazuju na svrhu zaključaka.

Ne može se zanemariti RGBW - LED diode, njihova razlika leži u činjenici da se u njihovom slučaju nalazi još jedan kristal koji emitira bijelo svjetlo.

Naravno, nije bilo bez traka s takvim LED diodama.

Ova slika prikazuje traku s RGB LED diodama, sastavljene prema uobičajenoj anodnoj shemi, intenzitet sjaja se podešava kontroliranjem "-" (minusa) izvora napajanja.

Za promjenu boje RGB trake koriste se posebni RGB kontroleri - uređaji za prebacivanje napona koji se dovodi na vrpcu.

Ovdje je RGB SMD5050 pinout:

I nema vrpci, nema posebnih značajki za rad s RGB vrpcama, sve ostaje isto kao i kod monokromatskih modela.

Za njih postoje i konektori za spajanje LED trake bez lemljenja.

Ovdje je pinout za 5 mm RGB LED:

Kako se mijenja boja sjaja

Podešavanje boje provodi se podešavanjem svjetline zračenja svakog od kristala. Već smo razmotrili.

RGB kontroler za traku radi na istom principu, ima mikroprocesor koji kontrolira negativni izlaz napajanja - spaja ga i odspaja iz kruga odgovarajuće boje. Upravljač obično dolazi s daljinskim upravljačem. Kontroleri dolaze u različitim kapacitetima, njihova veličina ovisi o tome, počevši od tako minijaturnog.

Da, tako moćan uređaj u kućištu veličine napajanja.

Spojeni su na traku prema sljedećoj shemi:

Budući da dio staza na vrpci ne dopušta spajanje sljedećeg dijela trake u nizu s njim, ako duljina prvog prelazi 5 m, trebate povezati drugi dio žicama izravno iz RGB kontrolera.

Ali možete se izvući iz situacije, a ne povlačiti dodatne 4 žice 5 metara od kontrolera i koristiti RGB pojačalo. Za njegov rad potrebno je razvući samo 2 žice (plus i minus 12V) ili napajati drugo napajanje iz najbližeg izvora od 220V, kao i 4 "informacijske" žice iz prethodnog segmenta (R, G i B) koje su potrebne primati naredbe od kontrolera, tako da cijela struktura svijetli na isti način.

I sljedeći segment je već spojen na pojačalo, t.j. koristi signal s prethodnog komada vrpce. Odnosno, možete napajati vrpcu iz pojačala koje će se nalaziti neposredno pored nje, čime ćete uštedjeti novac i vrijeme na polaganju žica iz primarnog RGB kontrolera.

Svojim rukama prilagođavamo RGB-led

Dakle, postoje dvije opcije za upravljanje RGB LED diodama:

Ovdje je varijanta sklopa bez upotrebe arduina i drugih mikrokontrolera, koristeći tri CAT4101 drajvera koji mogu isporučiti struju do 1A.

Međutim, sada su kontroleri prilično jeftini, a ako trebate prilagoditi LED traku, onda je bolje kupiti gotovu verziju. Arduino sklopovi su puno jednostavniji, pogotovo jer možete napisati skicu s kojom ćete ili ručno postaviti boju, ili će odabir boje biti automatski u skladu s navedenim algoritmom.

Zaključak

RGB-LED vam omogućuje da napravite zanimljive svjetlosne efekte koji se koriste u dizajnu interijera, kao pozadinsko osvjetljenje za kućanske aparate, za učinak proširenja TV ekrana. Nema posebnih razlika u radu s njima od običnih LED dioda.

Višebojne LED diode slijedile su dvobojne "crveno-zelene" LED diode kada je napredak tehnologije omogućio postavljanje emitera plave boje na njihove kristale. Izum "plavih" i "bijelih" LED dioda potpuno je zatvorio RGB krug: sada je postao pravi pokazatelj bilo koje dugine boje u vidljivom rasponu valnih duljina od 450 ... 680 nm s bilo kojom zasićenošću.

Postoji nekoliko načina za dobivanje bijelog "LED" svjetla (naime "svjetlo", budući da bijela "boja" ne postoji u prirodi).

Prvi način - žuti fosfor se nanosi na unutarnju površinu leće "plave" LED. "Plava" plus "žuta" zbrajaju ton blizu bijelog. Tako su nastale prve "bijele" LED diode na svijetu.

Drugi način - na površinu emitera svjetlosti koji radi u ultraljubičastom rasponu od 300 ... 400 nm (nevidljivo zračenje), nanose se tri sloja fosfora, redom, plava, zelena i crvena. Dolazi do miješanja spektralnih komponenti, kao kod fluorescentne svjetiljke.

Treći način je tehnologija televizijskih LCD ekrana. Na jednoj podlozi, "crveni", "plavi" i "zeleni" emiteri su postavljeni blizu jedan drugom (kao tri puške u kineskopu). Razmjere boja postavljaju različite struje kroz svaki emiter. Završno miješanje boja dok se ne dobije bijela nijansa vrši se svjetlosnom lećom kućišta.

Četvrta metoda implementirana je u takozvanim "kvantnim" LED diodama, u kojima se crvene, zelene i plave "kvantne" točke ili, drugim riječima, luminiscentni nanokristali, nanose na uobičajenu poluvodičku pločicu. Ovo je obećavajući smjer za uštedu energije, ali još uvijek egzotičan.

Do danas, za amatersku praksu, interesantne su višebojne LED diode trećeg tipa, koje imaju slavine iz tri emitera. Mogu se koristiti za izradu uređaja za prikaz informacija u punoj boji, na primjer, u obliku LED zaslona TV formata. Jedan piksel takvog zaslona može svijetliti plavom (470 nm), zelenom (526 nm) ili crvenom (630 nm) bojom. Ukratko, to vam omogućuje da dobijete gotovo isti broj nijansi kao kod računalnih monitora.

Višebojne LED diode su četveropolne, osmopolne. U prvom slučaju postoje tri izlaza za emitere crvene (R), zelene (G) i plave (B) boje, dopunjene četvrtim izlazom zajedničke katode ili anode. U verziji sa šest pinova, tri potpuno neovisne RGB LED diode ili dva dvobojna para: “crveno-plava”, “zeleno-plava” smještena su u jedno kućište. Osmopinske LED diode dodatno imaju "bijeli" emiter.

Zanimljiva točka. Dokazano je da većina muškaraca netočno percipira boju u crvenom dijelu spektra. Za to je kriva sama majka priroda zbog gena OPNlLW koji se nalazi na X kromosomu. Kod muškaraca je ovaj gen jedan, a kod žena postoje dvije njegove kopije koje međusobno nadoknađuju nedostatke. Manifestacija u svakodnevnom životu - žene u pravilu dobro razlikuju grimizne, tamnocrvene i grimizne nijanse, a mnogim muškarcima takvi se tonovi čine jednako crvenima ... Stoga, pri dizajniranju opreme, treba izbjegavati "sukobne" boje i ne prisiljavati korisnika tražiti razlike u malim detaljima.

Na sl. 2.17, a ... i prikazani su dijagrami za spajanje LED-a s četiri, šest pinova u više boja na MK.

Riža. 2.17. Sheme povezivanja za višebojne LED diode na MK (početak):

R3* tako o a) struja kroz svaki od tri emitera crvene (R), zelene (G) i plave (B) boje određena je otpornicima R2 ... R4 - ne više od 20 ... 25 mA po MK crta. Otpornik R1 organizira negativnu strujnu povratnu spregu. Uz njegovu pomoć, ukupna svjetlina sjaja se smanjuje uz istovremeno uključivanje tri emitera odjednom;

b) slično kao na sl. 2.17, a, ali za HL1 LED sa zajedničkom anodom i s aktivnom LOW razinom na MK izlazima;

c) Trokanalna PWM kontrola pruža puni RGB raspon boja. Otpori otpornika R1 ... R3 biraju se u širokom rasponu prema subjektivnom osjećaju boje ravnoteže bijele boje s uključenim trima emiterima. Za ujednačen prijelaz iz jedne boje u drugu potreban je nelinearni PWM zakon upravljanja. Prosječna struja kroz jednu MK liniju za jedno PWM razdoblje ne smije prelaziti 20 ... 25 mA s impulsnom strujom ne većom od 40 mA;

d) slično kao na sl. 2.17, c, ali za HL1 LED sa zajedničkom anodom i s aktivnom LOW razinom PWM signala;

e) HL1 LED sadrži tri potpuno autonomna emitera s odvojenim vodovima od kućišta, što daje određenu slobodu djelovanja. Na primjer, možete spojiti indikatore prema shemi i sa zajedničkom anodom i zajedničkom katodom; O

O sl. 2.17. Sheme za spajanje višebojnih LED dioda na MK (kraj):

f) višebojni LED simulator. Tri konvencionalne LED diode HL1..HL3 crvene, zelene i plave boje strukturno su smještene u jedno zajedničko kućište koje raspršuje svjetlost. Za bolju imitaciju originala mogu se koristiti male SMD LED diode;

g) snažne višebojne LED diode ne mogu se spojiti izravno na MC, zbog niske nosivosti priključaka. Tranzistorski prekidači su potrebni s dopuštenom strujom od najmanje 500 mA za LED diode od "jednog vata" (350 mA) i najmanje 1 A za LED diode od "tri vata" (700 mA). Preporuča se napajanje MK i HL1 LED iz različitih izvora preko regulatora napona kako smetnje od prebacivanja snažnog opterećenja ne ometaju program. S visokim naponom napajanja HL1 LED treba povećati otpor otpornika R4 ... R6 i njihovu snagu. Sama LED mora biti instalirana na radijator 5 ... 10 cm 2;

h) šestopinski LED HL1 upravlja se s četiri linije MK. Kombinacijom LOW/HIGH razina mogu se postići različiti tonovi boja. U idealnom slučaju, mješavina plave i zelene proizvodi cijan, a mješavina crvene i zelene daje žutu;

i) 8-pinski LED HL1 omogućuje ne samo miješanje boja crvene (R), zelene (G), plave (B), već i podešavanje njihove zasićenosti dodavanjem bijele komponente (W). Svaki od emitera HL1 LED je dizajniran za radnu struju od 350 mA, stoga je potrebno predvidjeti mjere za učinkovito odvođenje topline metalnim radijatorom.

U proizvodnji raznih elektroničkih struktura LED se često koristi, na primjer, u jedinicama za indikaciju ili signalizaciju rada opreme. Vjerojatno su svi radili s konvencionalnim indikatorskim LED diodama, ali ne koriste svi dvobojne LED diode s dva izvoda, jer malo inženjera elektronike početnika zna za to. Stoga ću malo o tome i, naravno, spojit ćemo dvobojnu LED na mrežu od 220 V AC, budući da je ova tema, iz meni nepoznatih razloga, posebno zanimljiva.

I tako, znamo da "normalna" LED propušta struju samo u jednom smjeru: kada se plus primjenjuje na anodu, a minus izvora napajanja primjenjuje na katodu. Ako promijenite polaritet izvora napona, struja neće teći.

Dvobojna LED dioda s dva izvoda sastoji se od dvije paralelno spojene back-to-back diode, smještene u zajedničkom kućištu. Štoviše, kućište ili, točnije, leća ima standardne dimenzije i također samo dva izlaza.

Posebnost je da svaki vod LED-a služi kao anoda jedne LED diode, a katoda druge.

Ako se plus primjenjuje na jedan izlaz, a drugi je minus izvor napajanja, tada će jedna LED dioda biti zaključana, a druga će svijetliti, na primjer, zeleno.

Kada je polaritet napajanja obrnut, zelena LED dioda će se ugasiti, a crvena će zasvijetliti.

Dvobojne LED diode dostupne su u sljedećim kombinacijama boja:

- crveno zeleno;

- plavo žuta;

- zeleno - jantarno;

- Crveno žuto.

Kako spojiti LED u dvije boje s dva izvoda na mrežu od 220 V

Prikladno je koristiti takvu LED diodu na izmjeničnu struju, jer nema potrebe za korištenjem obrnute diode. Stoga je za spajanje dvobojne LED diode na 220 V AC dovoljno dodati samo otpornik koji ograničava struju.

Ovdje treba odmah ispraviti da nam nazivni napon u mreži, koji je također u utičnici, počevši od listopada 2015., više nije poznat 220 V, već 230 V. Ovi i drugi podaci odražavaju se u GOST 29433-2014 . Isti standard predviđa dopuštena odstupanja od nazivne vrijednosti napona od 230 V:

- nazivna vrijednost 230 V;

— maksimalno 253 V (+10%);

- minimalno 207 V (-10%);

- minimalno pod opterećenjem 198 V (-14%).

Na temelju ovih pretpostavki potrebno je izračunati otpor otpornika koji ograničava struju iz takvih razmatranja da se ne pregrije i da kroz LED teče dovoljna struja za njezin normalan sjaj uz maksimalno dopuštene fluktuacije napona u mreži.

Proračun strujnog ograničavajućeg otpornika

Stoga, iako je nazivna vrijednost struje 20 mA, uzet ćemo 7 mA = 0,007 A za izračunatu vrijednost struje dvobojne LED diode. Na toj vrijednosti ona normalno svijetli, budući da svjetlina LED-a nije izravno proporcionalna na struju koja kroz njega teče.

Odredimo otpor otpornika koji ograničava struju pri nazivnom naponu u utičnici od 230 V:

R \u003d U / I \u003d 230 V / 0,007 A \u003d 32857 Ohma.

Iz standardnog niza vrijednosti otpornika odabiremo 33 kOhm.

Sada izračunavamo rasipanje snage otpornika:

P \u003d I 2 R \u003d 0,007 2 ∙ 33000 \u003d 1,62 W.

Prihvaćamo otpornik od 2 vata.

Preračunajmo za slučaj maksimalnog dopuštenog napona pri danoj vrijednosti otpora:

I \u003d U / R \u003d 253 / 33000 \u003d 0,0077 A \u003d 7,7 mA.

P \u003d I 2 R \u003d 0,0077 2 ∙ 33000 \u003d 1,96 W.

Kao što vidite, s povećanjem napona za dopuštenih 10%, struja će se također povećati za 10%, međutim, rasipanje snage otpornika neće prelaziti 2 W, tako da se neće pregrijati.

Kada napon padne za prihvatljivu vrijednost, struja će se također smanjiti. U tom će se slučaju smanjiti i rasipanje snage otpornika.

Otuda zaključak: kao pokazatelj prisutnosti mrežnog napona od 230 V, dovoljno je koristiti dvobojnu LED s dva izvoda i otpornik za ograničavanje struje otpora od 33 kOhm s disipacijskom snagom od 2 W .

Svi su upoznati s LED diodama. Bez njih je moderna tehnologija jednostavno nezamisliva. To su LED svjetla i svjetiljke, indikacija načina rada raznih kućanskih aparata, pozadinsko osvjetljenje ekrana računalnih monitora, televizora i mnoge druge stvari kojih se ne možete odmah sjetiti. Svi ovi uređaji sadrže LED diode u vidljivom rasponu zračenja raznih boja: crvene, zelene, plave (RGB), žute, bijele. Moderne tehnologije omogućuju vam da dobijete gotovo bilo koju boju.

Osim dioda koje emitiraju vidljivo svjetlo, postoje infracrvene i ultraljubičaste diode koje emitiraju svjetlost. Glavno područje primjene takvih LED dioda je automatizacija i upravljački uređaji. Dovoljno za pamćenje. Ako su se prvi modeli daljinskog upravljača koristili isključivo za upravljanje televizorima, sada oni upravljaju zidnim grijačima, klima-uređajima, ventilatorima, pa čak i kuhinjskim aparatima, kao što su lonci za više kuhala i pekači kruha.

Dakle, što je LED?

Zapravo, ne razlikuje se puno od uobičajenog - sve je isti p-n spoj, i sve isto osnovno svojstvo jednostrane vodljivosti. Kako je proučavan p-n spoj, pokazalo se da osim jednostrane vodljivosti, upravo ovaj spoj ima nekoliko dodatnih svojstava. Tijekom evolucije tehnologije poluvodiča ova svojstva su proučavana, razvijana i poboljšavana.

Veliki doprinos razvoju poluvodiča dao je sovjetski radiofizičar (1903. - 1942.). Godine 1919. ušao je u poznati i danas poznati radiolaboratorij Nižnji Novgorod, a od 1929. radio je u Lenjingradskom institutu za fiziku i tehnologiju. Jedna od aktivnosti znanstvenika bila je proučavanje slabog, jedva primjetnog sjaja poluvodičkih kristala. Na tom efektu rade sve moderne LED diode.

Ovaj slab sjaj nastaje kada struja prolazi kroz p-n spoj u smjeru naprijed. Ali trenutno je ovaj fenomen toliko proučavan i poboljšan da je svjetlina nekih LED dioda takva da možete jednostavno oslijepiti.

Raspon boja LED dioda je vrlo širok, gotovo sve dugine boje. Ali boja se uopće ne dobiva promjenom boje LED kućišta. To se postiže dodavanjem dodataka u p-n spoj. Na primjer, uvođenje male količine fosfora ili aluminija omogućuje dobivanje boja crvenih i žutih nijansi, dok galij i indij emitiraju svjetlost od zelene do plave. Kućište LED-a može biti prozirno ili mat, ako je kućište u boji, onda je ovo samo svjetlosni filtar koji odgovara boji sjaja p-n spoja.

Drugi način za dobivanje željene boje je uvođenje fosfora. Fosfor je tvar koja proizvodi vidljivo svjetlo kada je izložena drugom zračenju, čak i infracrvenom. Klasičan primjer za to su fluorescentne svjetiljke. U slučaju LED dioda, bijela boja se dobiva dodavanjem fosfora plavom sjajnom kristalu.

Za povećanje intenziteta zračenja, gotovo sve LED diode imaju leću za fokusiranje. Često se kraj prozirnog tijela, koji ima sferni oblik, koristi kao leća. U infracrvenim LED diodama leća ponekad izgleda neprozirno, zadimljeno sivo. Iako se infracrvene LED diode nedavno proizvode jednostavno u prozirnom kućištu, one se koriste u raznim daljinskim upravljačima.

Dvobojne LED diode

Također poznat gotovo svima. Na primjer, punjač za mobilni telefon: dok je punjenje u tijeku, indikator svijetli crveno, a kada je punjenje završeno, zeleno. Ova indikacija je moguća zbog postojanja dvobojnih LED dioda, koje mogu biti različitih tipova. Prva vrsta su tri-pinske LED diode. Jedno kućište sadrži dvije LED diode, na primjer, zelenu i crvenu, kao što je prikazano na slici 1.

Slika 1. Dijagram ožičenja za LED u dvije boje

Na slici je prikazan ulomak kruga s dvobojnom LED diodom. U ovom slučaju prikazana je tropinska LED dioda sa zajedničkom katodom (postoje i zajedničke anode) i njezin spoj na. U tom slučaju možete uključiti jednu ili drugu LED diodu ili oboje odjednom. Na primjer, bit će crvena ili zelena, a kada upalite dvije LED diode odjednom, dobit ćete žutu. Ako u isto vrijeme koristite PWM modulaciju za podešavanje svjetline svake LED diode, možete dobiti nekoliko srednjih nijansi.

U ovom krugu treba obratiti pažnju na činjenicu da su ograničavajući otpornici uključeni zasebno za svaku LED diodu, iako se čini da se od njih može izostaviti uključivanjem u zajednički izlaz. Ali s ovim uključivanjem, svjetlina LED dioda će se promijeniti kada se upali jedna ili dvije LED diode.

Koji je napon potreban za LED Ovo se pitanje može čuti prilično često, postavljaju ga oni koji nisu upoznati sa specifičnostima rada LED-a ili jednostavno ljudi koji su jako daleko od struje. Pritom je potrebno objasniti da je LED uređaj kojim se upravlja strujom, a ne naponom. Možete uključiti LED najmanje 220V, ali struja kroz njega ne smije prelaziti maksimalno dopuštenu. To se postiže spajanjem balastnog otpornika u seriju s LED diodom.

Ali ipak, sjećajući se napona, treba napomenuti da on također igra veliku ulogu, jer LED diode imaju veliki napon naprijed. Ako je za konvencionalnu silicijsku diodu ovaj napon reda veličine 0,6 ... 0,7 V, tada za LED ovaj prag počinje od dva volta i više. Stoga, od napona od 1,5 V, LED ne može biti upaljen.

Ali s ovim uključivanjem, što znači 220V, ne treba zaboraviti da je obrnuti napon LED-a prilično mali, ne više od nekoliko desetaka volti. Stoga se poduzimaju posebne mjere za zaštitu LED od visokog obrnutog napona. Najlakši način je suprotan - paralelno spajanje zaštitne diode, koja također ne mora biti vrlo visokog napona, na primjer KD521. Pod utjecajem izmjeničnog napona, diode se naizmjenično otvaraju, štiteći jedna drugu od visokog obrnutog napona. Krug za uključivanje zaštitne diode prikazan je na slici 2.

Slika 2. Dijagram ožičenja paralelno sa LED zaštitna dioda

Dvobojne LED diode također su dostupne u pakiranju s dva terminala. Promjena boje sjaja u ovom slučaju nastaje kada se promijeni smjer struje. Klasičan primjer je indikacija smjera vrtnje istosmjernog motora. U ovom slučaju ne treba zaboraviti da je ograničavajući otpornik nužno povezan serijski s LED diodom.

Nedavno je ograničavajući otpornik jednostavno ugrađen u LED, a zatim, na primjer, na cjenicima u trgovini jednostavno pišu da je ova LED 12V. Također, treperi LED diode su označene naponom: 3V, 6V, 12V. Unutar takvih LED dioda nalazi se mikrokontroler (vide se čak i kroz prozirno kućište), tako da svaki pokušaj promjene frekvencije treptanja ne daje rezultate. S ovom oznakom možete uključiti LED izravno na napajanje za navedeni napon.

Razvoj japanskih radioamatera

Ispada da se radioamaterski radio prakticira ne samo u zemljama bivšeg SSSR-a, već iu takvoj "elektronskoj zemlji" kao što je Japan. Naravno, čak ni japanski obični radio-amater ne može stvoriti vrlo složene uređaje, ali pojedinačna rješenja krugova zaslužuju pozornost. Nije li dovoljno u kojoj shemi te odluke mogu biti korisne.

Ovdje je pregled relativno jednostavnih uređaja koji koriste LED diode. U većini slučajeva, upravljanje se vrši iz mikrokontrolera i tu se ne može zaobići. Čak i za jednostavan sklop lakše je napisati kratak program i lemiti kontroler u DIP-8 paketu nego lemiti nekoliko mikrosklopova, kondenzatora i tranzistora. Privlačno je i to što neki mikrokontroleri uopće mogu raditi bez dodataka.

Dvobojni LED upravljački krug

Zanimljivu shemu za upravljanje moćnom dvobojnom LED diodom nude japanski radioamateri. Točnije, ovdje se koriste dvije snažne LED diode sa strujom do 1A. Ali, mora se pretpostaviti da postoje i moćne LED diode u dvije boje. Krug je prikazan na slici 3.

Slika 3. Shema vožnje za moćnu LED diodu u dvije boje

TA7291P čip je dizajniran za upravljanje DC motorima male snage. Omogućuje nekoliko načina rada, a to su: rotacija naprijed, rotacija unatrag, zaustavljanje i kočenje. Izlazni stupanj mikrosklopa sastavljen je prema mosnom krugu, koji vam omogućuje izvođenje svih gore navedenih operacija. Ali vrijedilo je uložiti malo mašte, i eto, mikro krug ima novu profesiju.

Logika mikrosklopa je prilično jednostavna. Kao što možete vidjeti na slici 3, mikrosklop ima 2 ulaza (IN1, IN2) i dva izlaza (OUT1, OUT2), na koje su spojene dvije snažne LED diode. Kada su logičke razine na ulazima 1 i 2 iste (bez obzira na 00 ili 11), tada su izlazni potencijali jednaki, obje LED diode su isključene.

Na različitim logičkim razinama na ulazima, mikrosklop radi na sljedeći način. Ako jedan od ulaza, na primjer, IN1 ima nisku logičku razinu, tada je izlaz OUT1 spojen na zajedničku žicu. Katoda LED HL2 kroz otpornik R2 također je spojena na zajedničku žicu. Napon na izlazu OUT2 (ako postoji logička jedinica na ulazu IN2) u ovom slučaju ovisi o naponu na ulazu V_ref, što vam omogućuje podešavanje svjetline HL2 LED.

U ovom slučaju napon V_ref se dobiva iz PWM impulsa iz mikrokontrolera pomoću integrirajućeg kruga R1C1, koji podešava svjetlinu LED diode spojene na izlaz. Mikrokontroler također kontrolira ulaze IN1 i IN2, što vam omogućuje da dobijete široku paletu nijansi svjetla i LED algoritama upravljanja. Otpor otpornika R2 izračunava se na temelju najveće dopuštene struje LED dioda. Kako to učiniti bit će opisano u nastavku.

Slika 4 prikazuje unutarnju strukturu TA7291P čipa, njegov blok dijagram. Krug je preuzet izravno iz podatkovne tablice, tako da prikazuje elektromotor kao opterećenje.

Slika 4

Prema blok dijagramu, lako je pratiti strujne puteve kroz opterećenje i kako kontrolirati izlazne tranzistori. Tranzistori se uključuju u parovima, dijagonalno: (gore lijevo + dolje desno) ili (gore desno + dolje lijevo), što vam omogućuje promjenu smjera i brzine motora. U našem slučaju upalite jednu od LED dioda i kontrolirajte njezinu svjetlinu.

Donjim tranzistorima upravljaju signali IN1, IN2 i jednostavno su dizajnirani za uključivanje i isključivanje dijagonala mosta. Gornjim tranzistorima upravlja Vref signal, oni reguliraju izlaznu struju. Upravljački krug, prikazan jednostavno kao kvadrat, također sadrži zaštitni krug od kratkih spojeva i drugih nepredviđenih situacija.

U ovim izračunima, kao i uvijek, pomoći će Ohmov zakon. Neka početni podaci za izračun budu sljedeći: napon napajanja (U) 12V, struja kroz LED (I_HL) 10mA, LED je spojena na izvor napona bez tranzistora i mikrosklopova kao indikator uključenosti. LED pad napona (U_HL) 2V.

Tada je sasvim očito da će ograničavajući otpornik imati napon (U-U_HL), - sama LED dioda je "pojela" dva volta. Tada će otpor ograničavajućeg otpornika biti

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

Ne zaboravite na SI sustav: napon u voltima, struja u amperima, rezultat u omima. Ako je LED uključen tranzistorom, tada u prvom zagradi treba oduzeti napon dijela kolektor-emiter otvorenog tranzistora od napona napajanja. Ali, u pravilu, to nitko nikada ne radi, točnost do stotih postotaka ovdje nije potrebna i neće raditi zbog širenja parametara dijelova. Svi proračuni u elektroničkim sklopovima daju približne rezultate, ostalo se mora postići otklanjanjem pogrešaka i podešavanjem.

Trobojne LED diode

Osim dvobojnih, odnedavno se rašire. Njihova glavna namjena je dekorativna rasvjeta na pozornicama, na zabavama, na novogodišnjim proslavama ili u diskotekama. Takve LED diode imaju paket s četiri terminala, od kojih je jedan zajednička anoda ili katoda, ovisno o konkretnom modelu.

No, jedna ili dvije LED diode, čak i one trobojne, od male su koristi, pa ih morate kombinirati u girlande, a za upravljanje vijencima koristiti sve vrste upravljačkih uređaja, koji se najčešće nazivaju kontrolerima.

Sastavljanje vijenaca pojedinih LED dioda dosadno je i nezanimljivo. Stoga je posljednjih godina industrija počela proizvoditi, kao i trake na bazi trobojnih (RGB) LED dioda. Ako se jednobojne trake proizvode za napon od 12V, tada je radni napon trobojnih traka često 24V.

LED trake su označene naponom, jer već sadrže ograničavajuće otpornike, pa se mogu spojiti izravno na izvor napona. Izvori za prodaju se na istom mjestu kao i vrpce.

Posebni kontroleri se koriste za upravljanje trobojnim LED diodama i trakama, za stvaranje različitih svjetlosnih efekata. Uz njihovu pomoć moguće je jednostavno prebaciti LED diode, prilagoditi svjetlinu, stvoriti različite dinamičke efekte, kao i crtati uzorke, pa čak i slike. Stvaranje takvih kontrolera privlači mnoge radioamatere, naravno one koji znaju pisati programe za mikrokontrolere.

Uz pomoć trobojne LED diode možete dobiti gotovo svaku boju, jer se boja na TV ekranu također dobiva miješanjem samo tri boje. Ovdje je prikladno prisjetiti se još jednog razvoja japanskih radioamatera. Njegov shematski dijagram prikazan je na slici 5.

Slika 5. Dijagram ožičenja za trobojnu LED diodu

Snažna trobojna LED od 1W sadrži tri emitera. S vrijednostima otpornika prikazanim na dijagramu, boja sjaja je bijela. Odabirom vrijednosti otpornika moguća je promjena nijanse: od hladno bijele do tople bijele. U autorskom dizajnu svjetiljka je dizajnirana da osvjetljava unutrašnjost automobila. Trebaju li (Japanci) biti u tuzi! Kako ne biste brinuli o promatranju polariteta, diodni most je predviđen na ulazu uređaja. Uređaj je postavljen na matičnu ploču i prikazan je na slici 6.

Slika 6. Razvojna ploča

Sljedeći razvoj japanskih radioamatera također je automobilske prirode. Ovaj uređaj za pozadinsko osvjetljenje broja, naravno, na bijelim LED diodama prikazan je na slici 7.

Slika 7. Shema uređaja za pozadinsko osvjetljenje registarske pločice na bijelim LED diodama

Dizajn koristi 6 snažnih supersjajnih LED dioda s maksimalnom strujom od 35 mA i svjetlosnim tokom od 4 lm. Kako bi se povećala pouzdanost LED dioda, struja kroz njih je ograničena na 27 mA pomoću mikrokruga stabilizatora napona, uključenog u strujni krug stabilizatora.

LED diode EL1 ... EL3, otpornik R1 zajedno s DA1 čipom čine stabilizator struje. Stabilna struja kroz otpornik R1 održava na njemu pad napona od 1,25 V. Druga skupina LED dioda spojena je na stabilizator preko potpuno istog otpornika R2, pa će se struja kroz grupu LED EL4 ... EL6 također stabilizirati na istoj razini.

Na slici 8 prikazan je sklop pretvarača za napajanje bijele LED diode iz jedne galvanske ćelije napona od 1,5V, što očito nije dovoljno za paljenje LED diode. Krug pretvarača je vrlo jednostavan i njime upravlja mikrokontroler. Zapravo, mikrokontroler je s frekvencijom impulsa od oko 40 kHz. Kako bi se povećao kapacitet opterećenja, izlazi mikrokontrolera su paralelno povezani u paru.

Slika 8

Shema radi na sljedeći način. Kada su izlazi PB1, PB2 niski, izlazi PB0, PB4 su visoki. U ovom trenutku, kondenzatori C1, C2 kroz diode VD1, VD2 su napunjeni do oko 1,4V. Kada je stanje izlaza regulatora obrnuto, zbroj napona dvaju napunjenih kondenzatora plus napon baterije će se primijeniti na LED. Tako će na LED diodu biti primijenjeno gotovo 4,5V u smjeru naprijed, što je sasvim dovoljno za upalu LED diode.

Takav pretvarač se može sastaviti bez mikrokontrolera, samo na logičkom čipu. Takva shema prikazana je na slici 9.

Slika 9

Na elementu DD1.1 sastavljen je pravokutni generator oscilacija, čija je frekvencija određena ocjenama R1, C1. Na toj frekvenciji LED će treptati.

Kada je izlaz elementa DD1.1 visok, izlaz DD1.2 je prirodno visok. U ovom trenutku, kondenzator C2 se puni kroz diodu VD1 iz izvora napajanja. Put punjenja je sljedeći: plus izvor napajanja - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - minus izvor napajanja. U ovom trenutku na bijelu LED diodu primjenjuje se samo napon baterije, što nije dovoljno da se LED dioda upali.

Kada razina na izlazu elementa DD1.1 postane niska, na izlazu DD1.2 pojavljuje se visoka razina, što dovodi do blokiranja diode VD1. Stoga se napon na kondenzatoru C2 dodaje naponu baterije i ta količina se primjenjuje na otpornik R1 i LED HL1. Ovaj zbroj napona dovoljan je da upali HL1 LED. Zatim se ciklus ponavlja.

Kako testirati LED

Ako je LED nova, onda je sve jednostavno: terminal koji je malo duži je pozitivan ili anoda. On je taj koji mora biti uključen u plus izvora napajanja, naravno, ne zaboravljajući na ograničavajući otpornik. Ali u nekim slučajevima, na primjer, LED dioda je zalemljena sa stare ploče i njezini vodovi su iste duljine, potreban je kontinuitet.

Multimetri se u takvoj situaciji ponašaju pomalo neshvatljivo. Na primjer, multimetar DT838 u načinu testiranja poluvodiča može jednostavno lagano osvijetliti LED koji se testira, ali na indikatoru je prikazano otvaranje.

Stoga je u nekim slučajevima bolje provjeriti LED diode spajanjem ih preko ograničavajućeg otpornika na izvor napajanja, kao što je prikazano na slici 10. Vrijednost otpornika je 200 ... 500 Ohm.

Slika 10. LED testni krug

Slika 11. Sekvencijalno spajanje LED dioda

Nije teško izračunati otpor ograničavajućeg otpornika. Da biste to učinili, dodajte naprijed napon na svim LED diodama, oduzmite ga od napona napajanja i podijelite rezultirajući ostatak s danom strujom.

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

Pretpostavimo da je napon napajanja 12V, a pad napona na LED diodama 2V, 2.5V i 1.8V. Čak i ako su LED diode uzete iz iste kutije, još uvijek može doći do takvog raspršivanja!

Prema stanju problema, struja je 20mA. Ostaje zamijeniti sve vrijednosti u formuli i naučiti odgovor.

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

Slika 12. Paralelno spajanje LED dioda

Na lijevom fragmentu, sve tri LED diode spojene su preko jednog otpornika za ograničavanje struje. Ali zašto je ova shema precrtana, koji su njezini nedostaci?

Ovdje dolazi do izražaja raspršivanje LED parametara. Najveća struja će proći kroz LED diodu koja ima manji pad napona, odnosno manji unutarnji otpor. Stoga, s ovim uključivanjem, neće biti moguće postići ujednačen sjaj LED dioda. Stoga ispravan krug treba prepoznati kao krug prikazan na slici 12. desno.