RGB-ledek: működésük, belsők, csatlakoztatás, RGB-led és Arduino. Többszínű LED-ek a mikrokontrolleren Állítsa be az RGB-ledet saját kezével

Az Ön régiója:

Átvétel az irodából

Átvétel a moszkvai irodából

• Az iroda 5 perces sétára található a Taganskaya metróállomástól, a 6. szám alatt, a Bolsoj Drovyanoy sávban.
• Hétköznap 15:00 óra előtt leadott rendelés aznap 17:00 óra után vehető át, ellenkező esetben a következő hétköznap 17:00 óra után. Felhívjuk és visszaigazoljuk a rendelés készségét.
• A rendelést 10:00 és 21:00 között veheti át a hét minden napján, miután elkészült. A megrendelés 3 munkanapot vár rád. Ha szeretné meghosszabbítani a tárolási időt, csak írjon vagy hívjon.
• Látogatás előtt írja le rendelési számát. Átvételkor kötelező.
• Ha hozzánk szeretne eljutni, mutassa be útlevelét a bejáratnál, mondja, hogy Amperkában van, és menjen fel lifttel a 3. emeletre.

• ingyen

Szállítás futárral Moszkvában

Szállítás futárral Moszkvában

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

• 250 ₽

Szállítás az átvételi pontra

Kiszállítás a PickPointba

• pickpoint.
• A rendelést készpénzben fizetheti átvételkor, vagy online a rendelés leadásakor.

• 240 ₽

Szállítás futárral Szentpéterváron

Szállítás futárral Szentpéterváron

• 20:00 előtti rendelés esetén minden második napon, egyébként két napon belül szállítunk.
• 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).
• A rendelést készpénzben fizetheti átvételkor, vagy online a rendelés leadásakor.

• 350 ₽

Szállítás az átvételi pontra

Kiszállítás a PickPointba

• Az átvételi pontra történő kiszállítás modern, kényelmes és gyors út kézhez kapja rendelését anélkül, hogy futárokat hívna és fogna.
• Az átvételi pont egy kioszk egy személyrel vagy egy sor vasdobozsal. Szupermarketekben, irodaközpontokban és más népszerű helyeken helyezik el őket. Megrendelése a kiválasztott helyen lesz.
• A PickPoint térképen megtalálod a hozzád legközelebb eső pontot.
• Szállítási idő - várostól függően 1-8 nap. Például Moszkvában 1-2 nap; Petersburg - 2-3 nap.
• Amikor a rendelés megérkezik az átvételi pontra, SMS-ben kapsz egy kódot, amellyel átveheted.
• Bármikor megfelelő időben három nap jöhet a lényeg, és az SMS-ből kapott kód segítségével rendelést kaphat.
• A rendelést készpénzben fizetheti átvételkor, vagy online a rendelés leadásakor.
• Szállítási költség - 240 rubeltől, a várostól és a megrendelés méretétől függően. 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 futárok hívása és elkapása nélkül.
• Az átvételi pont egy kioszk egy személyrel vagy egy sor vasdobozsal. Szupermarketekben, irodaközpontokban és más népszerű helyeken helyezik el őket. Megrendelése a kiválasztott helyen lesz.
• A PickPoint térképen megtalálod a hozzád legközelebb eső pontot.
• Szállítási idő - várostól függően 1-8 nap. Például Moszkvában 1-2 nap; Petersburg - 2-3 nap.
• Amikor a rendelés megérkezik az átvételi pontra, SMS-ben kapsz egy kódot, amellyel átveheted.
• Három napon belül bármikor a helyszínre érkezhet, és az SMS-ben kapott kódot használhatja a rendelés fogadásához.
• A rendelést készpénzben fizetheti átvételkor, vagy online a rendelés leadásakor.
• Szállítási költség - 240 rubeltől, a várostól és a megrendelés méretétől függően. A rendszer automatikusan kiszámolja a fizetés során.

Orosz postával küldjük

Posta

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

Szállítás EMS-vel

A többszínű LED-eket vagy más néven RGB-t olyan háttérvilágítás jelzésére és létrehozására használják, amely dinamikusan változtatja a színét. Tulajdonképpen semmi különös nincs bennük, nézzük meg, hogyan működnek, és mik is azok az RGB LED-ek.

Belső szervezet

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

Ez a három szín alapszín, 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 következőképpen csatlakoztathatók:

Közös anóddal;

Közös katóddal;

Nem kapcsolódik.

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

Vagy 6 következtetés az utóbbi esetben:

A fotón a lencse alatt jól látható három kristály látható.

Az ilyen LED-ekhez speciális rögzítőlapokat árulnak, amelyek még a következtetések célját is jelzik.

Nem lehet figyelmen kívül hagyni az RGBW - LED-eket, különbségük abban rejlik, hogy esetükben van egy másik kristály, amely fehér fényt bocsát ki.

Természetesen nem volt szalagok nélkül ilyen LED-ekkel.

Ezen a képen egy RGB LED-ekkel ellátott szalag látható, közös anódséma szerint összeszerelve, az izzás intenzitása az áramforrás "-" (mínusz) vezérlésével állítható be.

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

Íme az RGB SMD5050 kivezetés:

És nincsenek szalagok, nincsenek speciális funkciók az RGB szalagokkal való munkához, minden ugyanaz marad, mint a monokróm modelleknél.

Számukra is vannak csatlakozók a LED-szalag forrasztás nélküli csatlakoztatására.

Íme az 5 mm-es RGB LED kivezetése:

Hogyan változik a ragyogás színe

A színbeállítás az egyes kristályok sugárzásának fényerejének beállításával történik. Már mérlegeltük.

A szalag RGB vezérlője ugyanezen az elven működik, van egy mikroprocesszora, amely vezérli a tápegység negatív kimenetét - csatlakoztatja és leválasztja a megfelelő színű áramkörről. A vezérlőhöz általában távirányító tartozik. A vezérlők azok eltérő teljesítmény, 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 szakasza nem teszi lehetővé a szalag következő szakaszának sorba kapcsolását, ha az első szakasz hossza meghaladja az 5 m-t, a második részt közvetlenül az RGB vezérlőből származó vezetékekkel kell csatlakoztatni.

De kikerülhet a helyzetből, és nem húzhat további 4 vezetéket 5 méterre a vezérlőtől, és nem használhat RGB-erősítőt. Működéséhez csak 2 vezetéket (plusz és mínusz 12 V) kell kifeszíteni, vagy másik tápegységet kell táplálnia a legközelebbi 220 V-os forrásból, valamint 4 "információs" vezetéket az előző szegmensből (R, G és B), ezekre szükség van. parancsokat kapni a vezérlőtől, így az egész szerkezet ugyanúgy világít.

A következő szegmens pedig már csatlakozik az erősítőhöz, azaz. az előző szalagdarab jelét használja. Ez azt jelenti, hogy a szalagot egy 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 egy változata arduin és más mikrokontrollerek használata nélkül, három CAT4101 meghajtóval, amelyek képesek akár 1 A áram leadására.

Azonban most a vezérlők meglehetősen olcsók, és ha módosítani kell LED-csík- jobb vásárolni kész változat. Az Arduino áramkörök sokkal egyszerűbbek, főleg, hogy írhatunk egy vázlatot, amellyel vagy manuálisan állíthatjuk be a színt, vagy a színválasztás automatikus lesz a megadott algoritmusnak megfelelően.

Következtetés

Az RGB-LED-ek lehetővé teszik, hogy érdekes fényhatásokat alkalmazzanak a belsőépítészetben, háttérvilágításként Háztartási gépek, a TV képernyő szélesítő hatásáért. Nincsenek különösebb különbségek a hagyományos LED-ekkel való munka során.

A többszínű LED-ek követték a kétszínű "piros-zöld" LED-eket, amikor a technológia fejlődése lehetővé tette, hogy a kristályaikon emittereket helyezzenek el. kék színű. A „kék” és „fehér” LED-ek feltalálása teljesen lezárta az RGB-kört: mára a szivárvány bármely színének valódi jelzésévé vált a 450 ... 680 nm-es látható hullámhossz-tartományban bármilyen telítettség mellett.

A fehér „LED” fény (nevezetesen „fény”, mivel fehér „szín” nem létezik a természetben) beszerzésének többféle módja van.

Az első mód az belső felület a "kék" LED lencséje fényporral van felhordva sárga szín. A „kék” és a „sárga” a fehérhez közeli tónust eredményez. Így jöttek létre a világ első „fehér” LED-jei.

A második módszer - a 300 ... 400 nm (láthatatlan sugárzás) ultraibolya tartományban működő fénykibocsátó felületén három fényporréteget alkalmaznak, kék, zöld és piros. A spektrális komponensek keverednek, mint a fénycsöveknél.

A harmadik út a televíziós LCD képernyők technológiája. Az egyik hordozón a „piros”, „kék” és „zöld” sugárzók egymáshoz közel helyezkednek el (mint három pisztoly egy kineszkópban). A színarányokat az egyes emittereken áthaladó különböző áramok határozzák meg. A színek végső keverését a fehér árnyalat eléréséig a test fényszóró lencséjével végzik.

A negyedik módszert az 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.

A mai napig az amatőr gyakorlat számára érdekesek a harmadik típusú többszínű LED-ek, amelyek három emitterből származó csapokkal rendelkeznek. Használhatók színes információs megjelenítő eszközök létrehozására, például TV formátumú LED képernyők formájában. Egy ilyen képernyő egy pixele kék (470 nm), zöld (526 nm) vagy vörös (630 nm) színben tündökölhet. Összegezve, ez lehetővé teszi, hogy majdnem ugyanannyi árnyalatot kapjon, mint a számítógép-monitorokban.

A többszínű LED-ek négy-, nyolcpólusúak. Az első esetben három kimenet van a vörös (R), zöld (G) és kék (B) színű emitterek számára, kiegészítve egy közös katód vagy anód negyedik kimenetével. A hattűs változatban három teljesen független RGB LED vagy két két színpár: „piros-kék”, „zöld-kék” van egy házban. A nyolctűs LED-ek emellett "fehér" emitterrel is rendelkeznek.

Érdekes pont. Bebizonyosodott, hogy a legtöbb férfi pontatlanul érzékeli a színt a spektrum vörös részén. Maga az anyatermészet okolható ezért az X kromoszómán található OPNlLW gén miatt. Férfiakban ez a gén egy, a nőknél pedig két másolata létezik, amelyek kölcsönösen kompenzálják egymás hibáit. Megnyilvánulás a mindennapi életben - a nők általában jól megkülönböztetik a bíbor, bordó és skarlát árnyalatokat, és sok férfi számára az ilyen tónusok egyformán vörösnek tűnnek ... Ezért a felszerelés tervezésekor kerülni kell az „ütköző” színeket, és nem kell erőltetni a felhasználót hogy apró részletekben keressünk különbségeket.

ábrán 2.17, a ... és diagramok láthatók a négy-, hat tűs többszínű LED-ek MK-hoz való csatlakoztatására.

Rizs. 2.17. Csatlakozási sémák többszínű LED-ekhez az MK-hoz (eleje):

R3* tehát o a) a piros (R), zöld (G) és kék (B) színű emitterek mindegyikén áthaladó áramot az R2 ... R4 ellenállások határozzák meg - legfeljebb 20 ... 25 mA per MK vonal. Az R1 ellenállás negatívat szervez Visszacsatolásárammal. Segítségével csökken a ragyogás általános fényereje, miközben egyszerre három emittert kapcsol be;

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

c) három csatornás PWM vezérlés teljes színösszeállítás RGB. Az R1 ... R3 ellenállások ellenállása széles tartományban van kiválasztva a fehéregyensúly szubjektív színérzékelése szerint három bekapcsolt emitterrel. Az egyik színről a másikra való egyenletes átmenethez nemlineáris PWM szabályozási törvényre van szükség. Az átlagos áramerősség egy MK-vonalon egy PWM-periódusra nem haladhatja meg a 20 ... 25 mA-t, és az impulzusáram nem haladja meg a 40 mA-t;

d) hasonló az ábrához. 2.17, c, 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 az indikátorokat a séma szerint csatlakoztathatja közös anóddal és közös katóddal is; RÓL RŐL

ábráról 2.17. Sémák a többszínű LED-ek csatlakoztatására az MK-hoz (vége):

f) többszínű LED szimulátor. 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-ek használhatók;

g) A nagy teljesítményű többszínű LED-ek nem csatlakoztathatók közvetlenül az MC-hez, a portok alacsony terhelhetősége miatt. Tranzisztoros kapcsolókra van szükség, amelyek megengedett áramerőssége legalább 500 mA az "egy wattos" LED-ekhez (350 mA), és legalább 1 A "három wattos" LED-ekhez (700 mA). Az MK és HL1 LED tápellátása javasolt különböző forrásokból feszültségstabilizátoron keresztül, hogy az erős terhelés kapcsolásából származó interferencia ne zavarja a programot. Nál nél magasfeszültség A HL1 teljesítmény LED-nek növelnie kell az R4 ... R6 ellenállások ellenállását és teljesítményüket. Magát a LED-et egy 5 ... 10 cm 2 -es radiátorra kell felszerelni;

h) A hattűs HL1 LED-et négy MK vonal vezérli. A LOW/HIGH szintek kombinálásával különböző színtónusok érhetők el. Ideális esetben a kék és a zöld keveréke ciánt, a vörös és zöld keveréke pedig sárgát eredményez;

i) a 8 tűs LED HL1 nemcsak a piros (R), zöld (G), kék (B) színek keverését teszi lehetővé, hanem a telítettség beállítását is fehér komponens (W) hozzáadásával. A HL1 LED mindegyik emitterét 350 mA üzemi áramra tervezték, ezért intézkedéseket kell tenni a fémradiátor hatékony hőelvezetésére.

Különféle elektronikus szerkezetek gyártása során gyakran használnak LED-et például a berendezések működésének jelzésére vagy jelzésére szolgáló egységekben. Valószínűleg mindenki hagyományos jelző LED-ekkel dolgozott, de nem mindenki használ kétszínű, két vezetékes LED-et, mert kevés kezdő elektronikai mérnök tud róla. Ezért beszélek egy kicsit róla, és természetesen egy kétszínű LED-et is csatlakoztatunk egy 220 V-os AC hálózathoz, mivel ez a téma számomra ismeretlen okokból fokozott érdeklődésre tart számot.

Tehát tudjuk, hogy a "normál" LED csak egy irányba vezeti az áramot: amikor az anódra pluszt, a katódra pedig az áramforrás mínuszát adják. Ha megfordítja a feszültségforrás polaritását, nem folyik áram.

A két kivezetésű, kétszínű LED két egymással párhuzamosan kapcsolt, közös házban elhelyezett diódából áll. Sőt, a testnek, pontosabban az objektívnek van szabványos méretekés szintén csak két következtetés.

A sajátosság az, hogy a LED minden vezetéke az egyik LED anódjaként és a második katódjaként szolgál.

Ha az egyik kimenetre pluszt adnak, és a második mínusz az áramforrást, akkor az egyik LED zárolva lesz, a második pedig például zölden világít.

A tápegység polaritásának felcserélésekor a zöld LED kialszik, a piros pedig világítani kezd.

A kétszínű LED-ek a következő színkombinációkban kaphatók:

- Piros zöld;

- kék sárga;

- zöld - borostyán;

- Piros sárga.

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

Kényelmes egy ilyen LED-et váltakozó áramon használni, mivel nincs szükség fordított dióda használatára. Ezért ahhoz, hogy egy kétszínű LED-et 220 V AC feszültséghez kössön, elegendő csak egy áramkorlátozó ellenállást hozzáadni.

Itt azonnal ki kell javítani, hogy a hálózat névleges feszültsége, amely a konnektorban is van, 2015 októberétől már nem 220 V, hanem 230 V. Ezeket és más adatokat a GOST 29433-2014 tükrözi. . 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 olyan megfontolások alapján, hogy az ne melegedjen túl, és elegendő áram folyjon át a LED-en a normál világításához a hálózatban a megengedett legnagyobb feszültségingadozás mellett.

Áramkorlátozó ellenállás számítása

Ezért, bár a névleges áramérték 20 mA, a kétszínű LED számított áramértékeként 7 mA \u003d 0,007 A-t veszünk. Ezen az értéken általában világít, mivel a LED fényereje nem egyenesen arányos a rajta átfolyó áramra.

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

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

Az ellenállásértékek szabványos sorozatából a 33 kOhm-ot választjuk.

Most kiszámítjuk az ellenállás teljesítmény disszipációját:

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

2 wattos ellenállást elfogadunk.

Számoljuk újra a megengedett legnagyobb feszültség esetére egy adott ellenállás-ellenállás érték mellett:

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

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

Mint látható, a feszültség megengedhető 10% -os növekedésével az áram is 10% -kal nő, azonban az ellenállás teljesítménydisszipációja nem haladja meg a 2 W-ot, így nem fog túlmelegedni.

Ha a feszültség egy elfogadható értékkel csökken, az áramerősség is csökken. Ebben az esetben az ellenállás teljesítmény disszipációja is csökken.

Ebből a következtetés: a 230 V-os hálózati feszültség meglétének jelzőjeként elegendő egy kétszínű LED-et használni, két vezetékkel és egy 33 kOhm ellenállású áramkorlátozó ellenállással, 2 W-os disszipációs teljesítménnyel. .

Mindenki ismeri a LED-eket. Nélkülük a modern technológia egyszerűen elképzelhetetlen. Ezek LED-lámpák és lámpák, különféle háztartási készülékek működési módjának jelzése, számítógép-monitorok képernyőjének háttérvilágítása, TV-k és sok más olyan dolog, amelyre nem emlékszik azonnal. Mindezek az eszközök különböző színű LED-eket tartalmaznak a látható sugárzási tartományban: piros, zöld, kék (RGB), sárga, fehér. Modern technológiák lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen színt kapjon.

A látható fényt kibocsátó diódák mellett léteznek infravörös és ultraibolya fényt kibocsátó diódák. Az ilyen LED-ek fő alkalmazási területe az automatizálás és a vezérlőeszközök. Elég emlékezni. Ha az első távirányítós modelleket kizárólag tévék vezérlésére használták, most már fali fűtőtestek, klímaberendezések, ventilátorok, sőt konyhai készülékek, például többfőzőedények és kenyérsütők vezérlésére is szolgálnak.

Tehát mi az a LED?

Valójában nem sokban különbözik a szokásostól - mindegy p-n csomópont, és az egyirányú vezetés ugyanaz az alapvető tulajdonsága. Mint tanulás p-nátmenet során kiderült, hogy az egyoldali vezetőképesség mellett ennek az átmenetnek számos további tulajdonsága is van. A félvezető technológia fejlődése során ezeket a tulajdonságokat tanulmányozták, fejlesztették és javították.

A szovjet rádiófizikus (1903-1942) nagy mértékben hozzájárult a félvezetők fejlesztéséhez. 1919-ben bekerült a híres és máig ismert Nyizsnyij Novgorodi rádiólaboratóriumba, 1929-től a Leningrádi Fizikai és Műszaki Intézetben dolgozott. A tudós egyik tevékenysége a félvezető kristályok gyenge, alig észrevehető fényének tanulmányozása volt. Ezen a hatáson működik minden modern LED.

Ez a gyenge izzás akkor lép fel, amikor az áramot előrefelé haladják át a p-n átmeneten. Jelenleg azonban ezt a jelenséget annyira tanulmányozták és javították, hogy egyes LED-ek fényereje olyan, hogy egyszerűen megvakulhat.

A LED-ek színskálája nagyon széles, szinte a szivárvány összes színe. De a színt egyáltalán nem a LED-ház színének megváltoztatásával lehet elérni. Ezt úgy érik el, hogy adalékanyagokat adnak a p-n átmenethez. Például kis mennyiségű foszfor vagy alumínium bevezetése lehetővé teszi a vörös és sárga árnyalatok színét, míg a gallium és az indium zöldtől kékig bocsát ki fényt. A LED háza lehet átlátszó vagy matt, ha színes a ház, akkor ez csak a p-n átmenet fényének színének megfelelő fényszűrő.

Egy másik módja a megszerzésnek kívánt színt a foszfor bevezetése. A foszfor olyan anyag, amely látható fényt bocsát ki, ha más sugárzásnak van kitéve, akár infravörös sugárzásnak. Klasszikus példa erre a fénycsövek. LED-ek esetében fehér szín amelyet foszfor hozzáadásával kapunk egy kék izzó kristályhoz.

A sugárzás intenzitásának növelése érdekében szinte minden LED-nek van fókuszáló lencséje. Gyakran egy átlátszó test gömb alakú végét használják lencseként. Az infravörös LED-ekben a lencse néha átlátszatlan, füstszürkének tűnik. Bár az infravörös LED-eket mostanában egyszerűen átlátszó tokban gyártották, a különféle távirányítókban ezeket használják.

Kétszínű LED-ek

Szintén szinte mindenki által ismert. Például egy töltő mobiltelefon: Töltés közben a jelzőfény pirosan világít, a töltés befejeztével pedig zöldre vált. Ez a jelzés a kétszínű LED-ek megléte miatt lehetséges, amelyek lehetnek különböző típusok. Az első típus a három tűs LED-ek. Egy ház 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. Ebben az esetben egy három tűs, közös katóddal rendelkező LED látható (vannak közös anódok is) és a csatlakozása. Ebben az esetben bekapcsolhatja az egyik vagy a másik LED-et, vagy mindkettőt egyszerre. Például piros lesz, ill zöld szín, és ha egyszerre két LED-et kapcsol fel, sárga lesz. Ha egyidejűleg PWM modulációt használ az egyes LED-ek fényerejének beállításához, több közbenső árnyalatot kaphat.

Ebben az áramkörben figyelni kell arra, hogy a korlátozó ellenállásokat minden LED-hez külön-külön tartalmazza, bár úgy tűnik, hogy egy közös kimenetbe beépítve el lehet tekinteni. De ezzel a beépítéssel a LED-ek fényereje megváltozik egy vagy két LED bekapcsolásakor.

Milyen feszültség szükséges a LED-hez Ezt a kérdést elég gyakran lehet hallani, olyanok teszik fel, akik nem ismerik a LED működésének sajátosságait, vagy egyszerűen az elektromosságtól nagyon távol állók. Ugyanakkor el kell magyarázni, hogy a LED egy árammal, nem pedig feszültséggel vezérelt eszköz. A LED-et legalább 220 V-os bekapcsolhatja, de a rajta keresztüli áram nem haladhatja meg a megengedett maximális értéket. Ezt úgy érik el, hogy egy előtétellenállást sorba kapcsolnak a LED-del.

De mégis, emlékezve a feszültségre, meg kell jegyezni, hogy ez is nagy szerepet játszik, mivel a LED-ek nagy előremenő feszültséggel rendelkeznek. Ha egy hagyományos szilíciumdiódánál ez a feszültség 0,6 ... 0,7 V nagyságrendű, akkor LED-nél ez a küszöb két volttól és afelettitől kezdődik. Ezért 1,5 V-os feszültségről a LED nem világít.

De ezzel a 220 V-os beépítéssel nem szabad elfelejteni, hogy a LED fordított feszültsége meglehetősen kicsi, legfeljebb néhány tíz volt. Ezért különleges intézkedéseket kell hozni a LED-nek a magas fordított feszültség elleni védelmére. A legegyszerűbb módja az ellenkezője - egy védődióda párhuzamos csatlakoztatása, amely szintén nem túl nagy feszültségű, például KD521. A váltakozó feszültség hatására a diódák felváltva nyílnak, ezáltal védik egymást a nagy fordított feszültségtől. A védődióda bekapcsolásának áramköre a 2. ábrán látható.

2. ábra. Bekötési rajz párhuzamos a LED-del védő dióda

A bicolor LED-ek két terminálos csomagban is kaphatók. A ragyogás színének változása ebben az esetben akkor következik be, amikor az áram iránya megváltozik. Klasszikus példa erre a motor forgásirányának jelzése. egyenáram. Ebben az esetben nem szabad elfelejteni, hogy egy korlátozó ellenállás szükségszerűen sorba van kötve a LED-del.

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 a feszültség jelöli: 3V, 6V, 12V. Az ilyen LED-ek belsejében mikrokontroller található (akár átlátszó tokon keresztül is látható), így a villogási frekvencia megváltoztatására tett kísérletek nem hoznak eredményt. Ezzel a jelöléssel a LED-et közvetlenül a tápfeszültségre kapcsolhatja a megadott feszültségre.

A japán rádióamatőrök fejlesztései

Kiderült, hogy az amatőr rádiózást nemcsak a volt Szovjetunió országaiban gyakorolják, hanem egy olyan „elektronikus országban”, mint Japán. Természetesen még egy japán közönséges rádióamatőr sem tud túl bonyolult eszközöket létrehozni, de az egyedi áramköri megoldások figyelmet érdemelnek. Hogy nem elég-e, hogy ezek a döntések milyen sémában lehetnek hasznosak.

Itt van egy áttekintés a viszonylag egyszerű, LED-eket használó eszközökről. A legtöbb esetben a vezérlés mikrokontrollerekről történik, és ezt nem lehet megkerülni. 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. Az is vonzó, hogy egyes mikrokontrollerek egyáltalán működhetnek csatolások nélkül is.

Kétszínű LED vezérlő áramkör

A japán rádióamatőrök érdekes sémát kínálnak az erős kétszínű LED vezérlésére. Pontosabban, két nagy teljesítményű LED-et használnak, amelyek áramerőssége legfeljebb 1 A. De feltételezni kell, hogy vannak erős kétszínű LED-ek is. Az áramkör a 3. ábrán látható.

3. ábra. Vezetési séma egy erős, kétszínű LED-hez

A TA7291P chipet kis teljesítményű egyenáramú motorok vezérlésére tervezték. Számos módot biztosít, nevezetesen: előre forgás, hátra forgás, leállítás és fékezés. A mikroáramkör kimeneti fokozata egy hídáramkör szerint van összeállítva, amely lehetővé teszi az összes fenti művelet végrehajtását. De érdemes volt beletenni egy kis fantáziát, és tessék, 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 azonosak (nem számít 00 vagy 11), 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 egy közös vezetékre van csatlakoztatva. A HL2 LED katódja az R2 ellenálláson keresztül szintén egy közös vezetékhez csatlakozik. Az OUT2 kimenet feszültsége (ha van logikai egység 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 egy R1C1 integráló áramkör segítségével, amely beállítja 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 maximális megengedett árama alapján számítják ki. Az alábbiakban leírjuk, hogyan kell ezt megtenni.

A 4. ábra a TA7291P chip belső felépítését, blokkvázlatát mutatja. Az áramkör közvetlenül az adatlapról van átvéve, így egy villanymotort mutat terhelésként.

4. ábra

A blokkdiagram szerint könnyen nyomon követhető a terhelésen áthaladó áramút 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 sebességének 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 esetleges események elleni védelmi áramkört is tartalmaz.

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

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

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

Ne feledkezzünk meg az SI rendszerről: a feszültség voltban, az áram amperben, az 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 csinálja, itt nincs szükség századszázalékos pontosságra, és ez nem fog működni az alkatrészek paramétereinek terjedése miatt. Az elektronikus áramkörökben végzett összes számítás hozzávetőleges eredményt ad, a többit hibakereséssel és hangolással kell elérni.

Háromszínű LED-ek

A kétszínűek mellett mostanában terjedtek el. Fő céljuk a színpadok, bulik, újévi ünnepségek vagy diszkók dekoratív megvilágítása. Az ilyen LED-ek négy csatlakozóval rendelkeznek, 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 füzérekbe kell kombinálni, a füzérek vezérléséhez pedig mindenféle, leggyakrabban vezérlőnek nevezett vezérlőeszközt használni.

Az egyes LED-ek füzéreinek összeszerelése unalmas és érdektelen. Ezért be utóbbi évek az ipar megkezdte a háromszínű (RGB) LED-eken alapuló szalagok gyártását. Ha egyszínű szalagokat 12 V feszültségre gyártanak, 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, mint a szalagokat.

Speciális vezérlőket használnak a háromszínű LED-ek és szalagok vezérlésére, különféle fényhatások létrehozására. 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.

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

5. ábra Háromszínű LED bekötési rajza

Az erős 1 W-os háromszínű LED három emittert tartalmaz. A diagramon feltüntetett ellenállások értékeivel a fény színe fehér. Az ellenállások értékeinek kiválasztásával némi árnyalatváltozás lehetséges: hideg fehérről meleg fehérre. A szerző tervei szerint a lámpát az autó belsejének megvilágítására tervezték. Legyenek-e (japánok) szomorúak! Annak érdekében, hogy ne aggódjon a polaritás megfigyelése 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-eken a 7. ábrán látható.

7. ábra A rendszámtábla háttérvilágítására szolgáló készülék vázlata fehér LED-eken

A kialakítás 6 nagy teljesítményű szuperfényes 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 feszültségstabilizátor mikroáramkör használatával, amely az áramstabilizáló áramkörben található.

Az EL1 ... EL3 LED-ek, az R1 ellenállás a DA1 chippel 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, ami nyilvánvalóan nem elegendő a LED begyújtásához. Az átalakító áramkör nagyon egyszerű, és egy mikrokontroller vezérli. Valójában a mikrokontroller impulzusfrekvenciája körülbelül 40 kHz. A terhelhetőség növelése érdekében a mikrokontroller kimenetei páronként vannak összekötve.

8. ábra

A séma a következőképpen működik. Amikor a PB1, PB2 érintkezőkön vannak alacsony szint, a PB0, PB4 magas kimeneteken. Ekkor a C1, C2 kondenzátorok a VD1, VD2 diódákon keresztül körülbelül 1,4 V-ig vannak feltöltve. Ha a vezérlőkimenetek állapota megfordul, a két feltöltött kondenzátor feszültségének összege plusz az akkumulátor feszültsége 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 is összeállítható, csak logikai chipre. Egy ilyen séma látható a 9. ábrán.

9. ábra

A DD1.1 elemen egy téglalap alakú oszcillációs generátor van felszerelve, amelynek frekvenciáját az R1, C1 névleges érték határozza meg. Ezen a frekvencián villog a LED.

Amikor a kimeneti elem DD1.1 magas szint a DD1.2 kimenetén természetesen magas. Ekkor a C2 kondenzátor a VD1 diódán keresztül töltődik az áramforrásból. A töltési út a következő: plusz az áramforrás - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - mínusz az áramforrás. 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 hozzáadódik az akkumulátor feszültségéhez, és ez az összeg az R1 ellenállásra és a HL1 LED-re kerül. Ez a feszültségösszeg elegendő a HL1 LED bekapcsolásához. Ezután a ciklus megismétlődik.

Hogyan teszteljünk egy LED-et

Ha a LED új, akkor minden egyszerű: a kissé hosszabb csatlakozó pozitív vagy anódos. Ő az, akit természetesen be kell vonni az áramforrás pluszjába, nem feledkezve meg a korlátozó ellenállásról sem. De bizonyos esetekben például a LED-et a régi tábláról forrasztották, és a vezetékei azonos hosszúak, folytonosság szükséges.

A multiméterek ilyen helyzetben kissé érthetetlenül viselkednek. Például egy DT838 multiméter félvezető teszt üzemmódban egyszerűen megvilágítja a tesztelt LED-et, de a jelzőn egy szakadás látható.

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

10. ábra LED teszt áramkör

11. ábra LED-ek szekvenciális csatlakoztatása

Nem nehéz kiszámítani a korlátozó ellenállás ellenállását. Ehhez adjuk hozzá az összes LED-en az előremenő feszültséget, vonjuk le a tápfeszültségből, és a kapott maradékot osszuk el a megadott áramerősséggel.

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

Tegyük fel, hogy a tápfeszültség 12V, és a LED-ek feszültségesése 2V, 2,5V és 1,8V. Még ha ugyanabból a dobozból veszik a LED-eket, akkor is előfordulhat ekkora szórás!

A probléma állapotától függően az áram 20mA. Marad a képlet összes értékének helyettesítése, és a válasz megtanulása.

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 szórása. A legnagyobb áram a LED-en megy keresztül, amelynek kisebb a feszültségesése, vagyis kevesebb és belső ellenállás. Ezért ezzel a beépítéssel nem lehet elérni a LED-ek egyenletes fényét. Ezért helyes séma fel kell ismernie a jobb oldali 12. ábrán látható áramkört.