LED-uri RGB: cum funcționează, elemente interne, cum se conectează, LED-uri RGB și Arduino. Utilizarea LED-urilor în circuite electronice Circuit de control LED bicolor

Regiunea dvs.:

Ridicare de la birou

Preluare de la biroul din Moscova

Biroul este situat la 5 minute de mers pe jos de stația de metrou Taganskaya, la adresa Bolshoy Drovyanoy pereulok 6.
Dacă faceți check-out înainte de ora 15:00 într-o zi lucrătoare, comanda poate fi ridicată după ora 17:00 în aceeași zi, în caz contrar - în următoarea zi a săptămânii după ora 17:00. Vom suna și vom confirma disponibilitatea comenzii.
Puteți primi comanda de la 10:00 la 21:00, șapte zile pe săptămână după ce este gata. Comanda te va astepta 3 zile lucratoare. Dacă doriți să prelungiți termenul de valabilitate, scrieți sau sunați.
Notează-ți numărul de comandă înainte de vizită. Este necesar la primire.
Pentru a ajunge la noi, arătați pașaportul pe permis, spuneți-ne că vă aflați în Amperka și luați liftul până la etajul 3.

este gratuit

Livrare prin curier la Moscova

Livrare prin curier la Moscova

Livrăm a doua zi la comandă până la ora 20:00, în caz contrar - la două zile.
Curierii lucrează de luni până sâmbătă, de la 10:00 la 22:00.
Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.

250 ₽

Livrare la punctul de ridicare

Livrare la PickPoint

PickPoint.
Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.

240 ₽

Livrare prin curier în Sankt Petersburg

Livrare prin curier in Sankt Petersburg

Livrăm o dată la două zile la comanda până la ora 20:00, în caz contrar - în două zile.
Curierii lucrează de luni până sâmbătă, de la 11:00 la 22:00.
Când conveniți asupra unei comenzi, puteți alege un interval de livrare de trei ore (cel mai devreme - de la 12:00 la 15:00).
Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.

350 ₽

Livrare la punctul de ridicare

Livrare la PickPoint

Livrarea la punctul de ridicare este o modalitate modernă, convenabilă și rapidă de a primi comanda fără apeluri și prin curieri.
Un punct de preluare este un chioșc cu o persoană sau o serie de cutii de fier. Sunt instalate în supermarketuri, centre de birouri și alte locuri populare. Comanda dvs. va apărea în punctul pe care îl selectați.
Puteți găsi cel mai apropiat punct pe harta PickPoint.
Timp de livrare - de la 1 la 8 zile, in functie de oras. De exemplu, la Moscova este de 1-2 zile; în Sankt Petersburg - 2-3 zile.
Când comanda ajunge la punctul de ridicare, veți primi un SMS cu un cod pentru a o primi.
În orice moment convenabil în decurs de trei zile, puteți veni la obiect și puteți utiliza codul din SMS pentru a primi comanda.
Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.
Costul de livrare - de la 240 de ruble, în funcție de oraș și dimensiunea comenzii. Se calculează automat în timpul plății.

240 ₽

Livrare la punctul de ridicare

Livrare la PickPoint

Livrarea la punctul de ridicare este o modalitate modernă, convenabilă și rapidă de a primi comanda fără apeluri și prin curieri.
Un punct de preluare este un chioșc cu o persoană sau o serie de cutii de fier. Sunt instalate în supermarketuri, centre de birouri și alte locuri populare. Comanda dvs. va apărea în punctul pe care îl selectați.
Puteți găsi cel mai apropiat punct pe harta PickPoint.
Timp de livrare - de la 1 la 8 zile, in functie de oras. De exemplu, la Moscova este de 1-2 zile; în Sankt Petersburg - 2-3 zile.
Când comanda ajunge la punctul de ridicare, veți primi un SMS cu un cod pentru a o primi.
În orice moment convenabil în decurs de trei zile, puteți veni la obiect și puteți utiliza codul din SMS pentru a primi comanda.
Puteți plăti comanda în numerar la primire sau online atunci când plasați o comandă.
Costul de livrare - de la 240 de ruble, în funcție de oraș și dimensiunea comenzii. Se calculează automat în timpul plății.

Trimitere prin posta rusa

Oficiu poștal

Livrarea se face la cel mai apropiat oficiu postal ramuriîn orice localitate Al Rusiei.
Tariful și termenele de livrare sunt dictate de Poșta Rusă. În medie, timpul de așteptare este de 2 săptămâni.
Transferăm comanda către Poșta Rusă în termen de două zile lucrătoare.
Puteți plăti comanda în numerar la primire (ramburs la livrare) sau online atunci când plasați o comandă.
Costul este calculat automat în momentul comenzii și, în medie, ar trebui să fie de aproximativ 400 de ruble.

Livrare EMS

La fabricarea diferitelor structuri electronice, un LED este adesea folosit, de exemplu, în unitățile pentru indicarea sau semnalizarea funcționării echipamentelor. Cu siguranță, toată lumea a lucrat cu LED-uri indicatoare obișnuite și nu toată lumea folosește un LED cu două culori cu două fire, deoarece puțini oameni de la inginerii electronici începători știu despre asta. Prin urmare, vă voi spune puțin despre asta și, firește, vom conecta un LED bicolor la o rețea de tensiune alternativă de 220 V, deoarece acest subiect, dintr-un motiv necunoscut pentru mine, prezintă un interes sporit.

Și așa, știm că un LED „normal” trece curentul doar într-o singură direcție: când se aplică un plus anodului și minus catodul sursei de alimentare. Dacă inversați polaritatea sursei de tensiune, nu va circula niciun curent.

Un LED bicolor cu două fire este format din două diode conectate anti-paralel situate într-o carcasă comună. Mai mult decât atât, corpul sau, mai exact, lentila are dimensiuni standard și, de asemenea, doar două fire.

O caracteristică specială este că fiecare ieșire a LED-ului servește ca anod pentru un LED și catod pentru al doilea.

Dacă un plus este aplicat unui terminal, iar al doilea este un minus al sursei de alimentare, atunci un LED va fi blocat, iar al doilea se va aprinde, de exemplu, verde.

Când polaritatea sursei de alimentare este inversată, LED-ul verde se va stinge, iar LED-ul roșu se va aprinde.

LED-urile în două culori sunt disponibile în următoarele combinații de culori:

- Rosu verde;

- albastru galben;

- verde - chihlimbar;

- Roșu / galben.

Cum se conectează un LED cu două culori cu două fire la o rețea de 220 V

Este convenabil să utilizați un astfel de LED pe curent alternativ, deoarece nu este nevoie să utilizați o diodă inversă. Prin urmare, pentru a conecta un LED cu două culori la o tensiune de 220 V AC, este suficient să adăugați doar un rezistor de limitare a curentului.

Este necesar să facem imediat o modificare aici că tensiunea nominală în rețea, este și la priză, din octombrie 2015, nu mai este de 220 V obișnuit, ci 230 V. Aceste și alte date sunt reflectate în GOST 29433- 2014. În același standard, sunt date abaterile admise de la valoarea nominală a tensiunii de 230 V:

- valoare nominala 230 V;

- maxim 253 V (+ 10%);

- minim 207 V (-10%);

- minim sub sarcină 198 V (-14%).

Pe baza acestor ipoteze, este necesar să se calculeze rezistența rezistorului de limitare a curentului din astfel de considerente încât să nu se supraîncălzească și să circule suficient curent prin LED pentru strălucirea sa normală cu fluctuațiile maxime admisibile de tensiune în rețea.

Calculul rezistenței de limitare a curentului

Prin urmare, deși valoarea nominală a curentului este de 20 mA, vom lua ca valoare curentă calculată a LED-ului cu două culori 7 mA = 0,007 A. La această valoare, în mod normal, strălucește, deoarece luminozitatea LED-ului nu este direct proporțională cu curentul care trece prin ea.

Determinați rezistența rezistorului de limitare a curentului la o tensiune nominală într-o priză de 230 V:

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

Alegeți 33 kOhm din gama standard de valori nominale ale rezistenței.

Acum să calculăm puterea disipată a rezistorului:

P = I 2 R = 0,007 2 ∙ 33000 = 1,62 W.

Acceptăm o rezistență de 2 wați.

Să recalculăm pentru cazul tensiunii maxime admisibile la o valoare dată a rezistenței rezistenței:

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

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

După cum puteți vedea, cu o creștere a tensiunii cu 10% admisă, curentul va crește și cu 10%, cu toate acestea, puterea de disipare a rezistenței nu va depăși 2 W, deci nu se va supraîncălzi.

Când tensiunea scade cu o valoare acceptabilă, curentul va scădea și el. În acest caz, puterea de disipare a rezistenței va scădea și ea.

De aici concluzia: ca indicator al prezenței tensiunii de rețea de 230 V, este suficient să folosiți un LED bicolor cu două fire și un rezistor de limitare a curentului de 33 kOhm cu o putere de disipare de 2 W.

Toată lumea este acum familiarizată cu LED-urile. Tehnologia modernă este pur și simplu de neconceput fără ele. Acestea sunt lumini și lămpi LED, indicarea modurilor de funcționare ale diferitelor aparate de uz casnic, iluminarea din spate a ecranelor monitoarelor computerelor, televizoarelor și multe alte lucruri pe care nu le puteți aminti imediat. Toate dispozitivele enumerate conțin LED-uri din gama vizibilă de radiații de diferite culori: roșu, verde, albastru (RGB), galben, alb. Tehnologia modernă vă permite să obțineți aproape orice culoare.

Pe lângă LED-urile din gama vizibilă de radiație, există LED-uri pentru lumină infraroșie și ultravioletă. Domeniul principal de aplicare a unor astfel de LED-uri este automatizarea și dispozitivele de control. Este suficient să ne amintim. Dacă primele modele de telecomenzi au fost folosite exclusiv pentru controlul televizoarelor, acum ele sunt folosite pentru a controla încălzitoarele de perete, aparatele de aer condiționat, ventilatoarele și chiar aparatele de bucătărie, de exemplu, vasele multicooker și aparatele de făcut pâine.

Deci, ce este exact un LED?

De fapt, nu este mult diferit de cel obișnuit - toate aceeași joncțiune p-n și toate aceeași proprietate de bază a conductivității unilaterale. Pe măsură ce am studiat joncțiunea p-n, s-a dovedit că, pe lângă conductivitatea unilaterală, chiar această joncțiune are mai multe proprietăți suplimentare. Pe parcursul evoluției tehnologiei semiconductoarelor, aceste proprietăți au fost studiate, dezvoltate și îmbunătățite.

O mare contribuție la dezvoltarea semiconductorilor a fost adusă de un radiofizician sovietic (1903 - 1942). În 1919 a intrat în faimosul și încă faimosul laborator radio Nijni Novgorod, iar din 1929 a lucrat la Institutul de Fizică și Tehnologie din Leningrad. Una dintre activitățile omului de știință a fost studiul strălucirii slabe, ușor vizibile, a cristalelor semiconductoare. În acest efect funcționează toate LED-urile moderne.

Această strălucire slabă apare atunci când un curent trece prin joncțiunea p-n în direcția înainte. Dar, în prezent, acest fenomen a fost studiat și îmbunătățit atât de mult încât luminozitatea unor LED-uri este de așa natură încât poți pur și simplu să orbești.

Gama de culori a LED-urilor este foarte largă, aproape toate culorile curcubeului. Dar culoarea nu se obține prin schimbarea culorii carcasei LED. Acest lucru se realizează prin adăugarea de dopanți la joncțiunea p-n. De exemplu, introducerea unei cantități mici de fosfor sau aluminiu face posibilă obținerea de culori de nuanțe roșii și galbene, în timp ce galiul și indiul emit lumină de la verde la albastru. Corpul LED-ului poate fi transparent sau mat, dacă corpul este colorat, atunci este doar un filtru de lumină corespunzător culorii joncțiunii p-n.

O altă modalitate de a obține culoarea dorită este introducerea unui fosfor. Un fosfor este o substanță care dă lumină vizibilă atunci când este expusă la alte radiații, chiar și la infraroșu. Lămpile fluorescente sunt un exemplu clasic. În cazul LED-urilor, albul se obține prin adăugarea unui fosfor la un cristal albastru.

Pentru a crește intensitatea radiației, aproape toate LED-urile au o lentilă de focalizare. Adesea, un capăt sferic al unui corp transparent este folosit ca lentilă. La LED-urile cu infraroșu, uneori lentila este opac, de culoare gri fumurie. Deși recent LED-urile cu infraroșu au fost produse pur și simplu într-o carcasă transparentă, acestea sunt cele folosite în diverse telecomenzi.

LED-uri bicolore

De asemenea, cunoscut de aproape toată lumea. De exemplu, un încărcător pentru un telefon mobil: în timp ce încărcarea este în curs, indicatorul luminează roșu, iar când încărcarea este completă, verde. Această indicație este posibilă datorită existenței LED-urilor bicolore, care pot fi de diferite tipuri. Primul tip este LED-urile cu 3 pini. Un pachet conține două LED-uri, de exemplu verde și roșu, așa cum se arată în Figura 1.

Figura 1. Schema de conexiuni pentru un LED cu două culori

Figura prezintă un fragment dintr-un circuit cu un LED bicolor. În acest caz, este afișat un LED cu trei fire cu un catod comun (există și un anod comun) și conexiunea acestuia la. În acest caz, puteți aprinde fie unul, fie celălalt LED, sau ambele simultan. De exemplu, va fi roșu sau verde, iar atunci când două LED-uri sunt aprinse simultan, va deveni galben. Dacă folosiți în același timp modulația PWM pentru a regla luminozitatea fiecărui LED, atunci puteți obține mai multe nuanțe intermediare.

În acest circuit, ar trebui să acordați atenție faptului că rezistențele de limitare sunt incluse separat pentru fiecare LED, deși, se pare, puteți face cu unul, incluzându-l în ieșirea generală. Dar cu această pornire, luminozitatea LED-urilor se va schimba atunci când unul sau două LED-uri sunt aprinse.

Ce tensiune este necesară pentru LED Această întrebare poate fi auzită destul de des, adresată de cei care nu sunt familiarizați cu specificul LED-ului sau doar de oameni care sunt foarte departe de electricitate. În acest caz, trebuie explicat că LED-ul este un dispozitiv controlat de curent, nu de tensiune. Puteți porni LED-ul cu cel puțin 220V, dar în același timp curentul prin acesta nu trebuie să depășească maximul admis. Acest lucru se realizează prin conectarea unui rezistor de balast în serie cu LED-ul.

Dar totuși, amintindu-ne de tensiune, trebuie remarcat că și aceasta joacă un rol important, deoarece LED-urile au o tensiune mare directă. Dacă pentru o diodă de siliciu convențională această tensiune este de ordinul a 0,6 ... 0,7 V, atunci pentru un LED acest prag începe de la doi volți și mai mult. Prin urmare, nu aprindeți LED-ul de la 1,5V.

Dar cu un astfel de comutator pornit, mă refer la 220V, nu trebuie uitat că tensiunea inversă a LED-ului este destul de mică, nu mai mult de câteva zeci de volți. Prin urmare, sunt luate măsuri speciale pentru a proteja LED-ul de tensiune inversă mare. Cea mai ușoară cale este opusul - conectarea în paralel a unei diode de protecție, care poate fi, de asemenea, nu foarte de înaltă tensiune, de exemplu KD521. Sub influența tensiunii alternative, diodele se deschid alternativ, protejându-se astfel reciproc de tensiunea inversă mare. Circuitul pentru pornirea diodei de protecție este prezentat în Figura 2.

Figura 2. Schema de conectare paralel cu LED-ul dioda de protectie

LED-urile bicolore sunt, de asemenea, disponibile într-un pachet cu 2 pini. În acest caz, schimbarea culorii strălucirii are loc atunci când direcția curentului se schimbă. Un exemplu clasic este indicarea sensului de rotație al unui motor de curent continuu. În acest caz, nu trebuie uitat că un rezistor de limitare trebuie conectat în serie cu LED-ul.

Recent, rezistența de limitare este pur și simplu încorporată în LED și apoi, de exemplu, pe etichetele de preț din magazin scriu pur și simplu că acest LED este pentru 12V. De asemenea, LED-urile intermitente sunt marcate prin tensiune: 3V, 6V, 12V. În interiorul unor astfel de LED-uri există un microcontroler (se poate vedea chiar printr-o carcasă transparentă), așa că orice încercare de a schimba frecvența de clipire nu dă rezultate. Cu acest marcaj, puteți porni LED-ul direct la sursa de alimentare la tensiunea specificată.

Evoluții ale radioamatorilor japonezi

Se pare că radioamatorismul se practică nu numai în țările fostei URSS, ci și într-o astfel de „țară electronică” precum Japonia. Desigur, chiar și un radioamator obișnuit japonez nu poate crea dispozitive foarte complexe, dar soluțiile de circuite individuale merită atenție. Nu știi niciodată în ce schemă pot fi utile aceste soluții.

Iată o prezentare generală a dispozitivelor relativ simple care folosesc LED-uri. În cele mai multe cazuri, controlul este efectuat de la microcontrolere și nu puteți scăpa de acest lucru. Chiar și pentru un circuit simplu, este mai ușor să scrieți un program scurt și să lipiți controlerul într-un pachet DIP-8 decât să lipiți mai multe microcircuite, condensatoare și tranzistoare. De asemenea, este atractiv prin faptul că unele microcontrolere pot funcționa fără atașamente.

Circuit de control LED bicolor

Un circuit interesant pentru controlul unui LED puternic în două culori este oferit de radioamatorii japonezi. Mai exact, aici sunt folosite două LED-uri puternice cu un curent de până la 1A. Dar trebuie să presupunem că există și LED-uri puternice în două culori. Circuitul este prezentat în figura 3.

Figura 3. Circuit de control pentru un LED puternic în două culori

Microcircuitul TA7291P este proiectat pentru a controla motoarele de curent continuu de putere redusă. Oferă mai multe moduri, și anume rotație înainte, rotație înapoi, oprire și frânare. Etapa de ieșire a microcircuitului este asamblată pe un circuit de punte, ceea ce vă permite să efectuați toate operațiunile de mai sus. Dar a meritat să pui puțină imaginație și iată-te, microcircuitul are o nouă profesie.

Logica microcircuitului este destul de simplă. După cum puteți vedea în Figura 3, microcircuitul are 2 intrări (IN1, IN2) și două ieșiri (OUT1, OUT2), la care sunt conectate două LED-uri puternice. Când nivelurile logice de la intrările 1 și 2 sunt aceleași (indiferent de 00 sau 11), atunci potențialele ieșirilor sunt egale, ambele LED-uri sunt stinse.

La diferite niveluri logice la intrări, microcircuitul funcționează după cum urmează. Dacă una dintre intrări, de exemplu, IN1, are un nivel logic scăzut, atunci ieșirea OUT1 este conectată la firul comun. Catodul LED-ului HL2 este, de asemenea, conectat la firul comun prin rezistorul R2. Tensiunea la ieșirea OUT2 (dacă există o unitate logică la intrarea IN2) în acest caz depinde de tensiunea la intrarea V_ref, ceea ce vă permite să reglați luminozitatea LED-ului HL2.

În acest caz, tensiunea V_ref este obținută din impulsurile PWM de la microcontroler folosind circuitul de integrare R1C1, care reglează luminozitatea LED-ului conectat la ieșire. Microcontrolerul controlează, de asemenea, intrările IN1 și IN2, ceea ce face posibilă obținerea unei game largi de nuanțe de iluminare și algoritmi de control cu LED-uri. Rezistența rezistorului R2 este calculată pe baza curentului maxim admisibil al LED-urilor. Cum se face acest lucru va fi descris mai jos.

Figura 4 prezintă structura internă a microcircuitului TA7291P, schema bloc al acestuia. Circuitul este preluat direct din fișa de date, astfel încât un motor electric este afișat ca sarcină.

Figura 4.

Diagrama bloc facilitează urmărirea căilor curentului prin sarcină și modul în care sunt controlate tranzistoarele de ieșire. Tranzistoarele sunt pornite în perechi, în diagonală: (stânga sus + dreapta jos) sau (dreapta sus + stânga jos), ceea ce vă permite să schimbați direcția și turația motorului. În cazul nostru, aprindeți unul dintre LED-uri și controlați-i luminozitatea.

Tranzistoarele inferioare sunt controlate de semnalele IN1, IN2 și sunt destinate pur și simplu să pornească / dezactivează diagonalele podului. Tranzistoarele superioare sunt controlate de semnalul Vref, ei sunt cei care reglează curentul de ieșire. Circuitul de control, prezentat ca un pătrat simplu, conține și protecție împotriva scurtcircuitelor și a altor neprevăzute.

Legea lui Ohm va ajuta la aceste calcule, ca întotdeauna. Datele inițiale pentru calcul sunt următoarele: tensiune de alimentare (U) 12V, curent prin LED (I_HL) 10mA, LED-ul este conectat la o sursă de tensiune fără tranzistori și microcircuite ca indicator de pornire. Căderea de tensiune pe LED (U_HL) 2V.

Atunci este destul de evident că tensiunea (U-U_HL) va fi aplicată rezistenței de limitare - LED-ul însuși a „mâncat” doi volți. Atunci rezistența rezistorului de limitare va fi

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

Nu uitați de sistemul SI: tensiune în volți, curent în amperi, rezultatul în ohmi. Dacă LED-ul este pornit de un tranzistor, atunci în prima paranteză, tensiunea secțiunii colector-emițător a tranzistorului deschis ar trebui să fie scăzută din tensiunea de alimentare. Dar, de regulă, nimeni nu face niciodată acest lucru, aici nu este necesară o precizie de până la sutimi de procent și nu va funcționa din cauza împrăștierii parametrilor pieselor. Toate calculele din circuitele electronice dau rezultate aproximative, restul trebuie realizat prin depanare și reglare.

LED-uri tricolore

Pe lângă două culori, acestea au devenit recent răspândite. Scopul lor principal este iluminatul decorativ pe scene, la petreceri, la serbarile de Revelion sau la discoteci. Aceste LED-uri au un pachet cu patru fire, dintre care unul este un anod sau catod comun, în funcție de modelul specific.

Dar unul sau două LED-uri, chiar și cele trei culori, sunt de puțin folos, așa că trebuie să le combinați în ghirlande, iar pentru a controla ghirlandele folosiți tot felul de dispozitive de control, care sunt cel mai adesea numite controlere.

Asamblarea ghirlandelor din LED-uri individuale este plictisitoare și neinteresantă. Prin urmare, în ultimii ani, industria a început să producă, precum și benzi bazate pe LED-uri tricolore (RGB). Dacă sunt produse benzi cu o singură culoare pentru o tensiune de 12 V, atunci tensiunea de funcționare a benzilor cu trei culori este mai des de 24 V.

Benzile LED sunt marcate cu tensiune, deoarece conțin deja rezistențe de limitare, astfel încât acestea pot fi conectate direct la o sursă de tensiune. Sursele pentru sunt vândute în același loc cu casetele.

Pentru a controla LED-urile și benzile tricolore, se folosesc controlere speciale pentru a crea diverse efecte de iluminare. Cu ajutorul lor, este posibil să comutați pur și simplu LED-urile, să reglați luminozitatea, să creați diverse efecte dinamice, precum și să desenați modele și chiar imagini. Crearea unor astfel de controlere atrage mulți radioamatori, firesc cei care știu să scrie programe pentru microcontrolere.

Cu un LED tricolor, poți obține aproape orice culoare, deoarece culoarea de pe ecranul televizorului se obține și prin amestecarea doar a trei culori. Aici este oportun să amintim o altă dezvoltare a radioamatorilor japonezi. Diagrama sa schematică este prezentată în Figura 5.

Figura 5. Schema de conexiuni pentru un LED cu trei culori

Puternicul LED tricolor de 1W conține trei emițători. Cu valorile rezistenței indicate în diagramă, culoarea strălucitoare este albă. Prin selectarea valorilor rezistenței, este posibilă o ușoară modificare a nuanței: de la alb rece la alb cald. În designul autorului, lampa este concepută pentru a ilumina interiorul mașinii. Dacă ei (japonezii) ar fi întristați! Pentru a nu vă face griji cu privire la respectarea polarității la intrarea dispozitivului, este prevăzută o punte de diode. Dispozitivul este montat pe o placă și este prezentat în Figura 6.

Figura 6. Breadboard

Următoarea dezvoltare a radioamatorilor japonezi este și cea auto. Acest dispozitiv pentru iluminarea camerei, desigur, cu LED-uri albe, este prezentat în Figura 7.

Figura 7. Schema unui dispozitiv pentru iluminarea unei plăcuțe de înmatriculare pe LED-uri albe

Designul folosește 6 LED-uri puternice super-luminoase, cu un curent maxim de 35mA și un flux luminos de 4lm. Pentru a crește fiabilitatea LED-urilor, curentul prin acestea este limitat la 27mA folosind un microcircuit stabilizator de tensiune conectat conform circuitului stabilizator de curent.

LED-urile EL1 ... EL3, rezistența R1 împreună cu microcircuitul DA1 formează un stabilizator de curent. Curentul stabil prin rezistorul R1, menține o cădere de tensiune de 1,25 V pe el. Al doilea grup de LED-uri este conectat la stabilizator prin exact același rezistor R2, astfel încât curentul prin grupul de LED-uri EL4 ... EL6 va fi și el stabilizat la același nivel.

Figura 8 prezintă un circuit convertor pentru alimentarea unui LED alb dintr-o celulă galvanică cu o tensiune de 1,5 V, care în mod clar nu este suficientă pentru a aprinde LED-ul. Circuitul convertor este foarte simplu și controlat de un microcontroler. De fapt, microcontrolerul are o frecvență a pulsului de aproximativ 40 kHz. Pentru a crește capacitatea de încărcare, pinii microcontrolerului sunt conectați în paralel în perechi.

Figura 8.

Schema funcționează după cum urmează. Când pinii PB1, PB2 sunt scăzuti, ieșirile PB0, PB4 sunt înalte. În acest moment, condensatoarele C1, C2 prin diodele VD1, VD2 sunt încărcate la aproximativ 1,4 V. Când starea ieșirilor controlerului este inversată, la LED se va aplica suma tensiunilor celor doi condensatori încărcați plus tensiunea bateriei. Astfel, aproape 4,5V vor fi aplicați LED-ului în direcția înainte, ceea ce este suficient pentru a aprinde LED-ul.

Un convertor similar poate fi asamblat fără microcontroler, doar pe un microcircuit logic. Un astfel de circuit este prezentat în Figura 9.

Figura 9.

Pe elementul DD1.1, este asamblat un oscilator dreptunghiular, a cărui frecvență este determinată de valorile R1, C1. Cu această frecvență LED-ul va clipi.

Când ieșirea elementului DD1.1 este mare, nivelul de ieșire al DD1.2 este în mod natural ridicat. În acest moment, condensatorul C2 este încărcat prin dioda VD1 de la sursa de alimentare. Calea de încărcare este următoarea: plus sursa de alimentare - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - minus sursa de alimentare. În acest moment, doar tensiunea bateriei este aplicată LED-ului alb, ceea ce nu este suficient pentru a aprinde LED-ul.

Când nivelul la ieșirea elementului DD1.1 devine scăzut, la ieșirea lui DD1.2 apare un nivel ridicat, ceea ce duce la blocarea diodei VD1. Prin urmare, tensiunea pe condensatorul C2 este adăugată la tensiunea bateriei și această sumă este aplicată rezistorului R1 și LED-ului HL1. Această sumă de tensiuni este suficientă pentru a porni LED-ul HL1. Apoi ciclul se repetă.

Cum se verifică LED-ul

Dacă LED-ul este nou, atunci totul este simplu: plumbul care este puțin mai lung este pozitivul sau anodul. Acesta este cel care trebuie pornit la plusul sursei de alimentare, desigur, fără a uita de rezistența de limitare. Dar în unele cazuri, de exemplu, LED-ul a fost scos de pe placa veche și cablurile sunt de aceeași lungime, este necesară o continuitate.

Multimetrele se comportă oarecum de neînțeles într-o astfel de situație. De exemplu, un multimetru DT838 în modul de testare a semiconductorilor poate pur și simplu ilumina ușor LED-ul testat, dar un circuit deschis este afișat pe indicator.

Prin urmare, în unele cazuri, este mai bine să verificați LED-urile conectându-le printr-un rezistor de limitare la sursa de alimentare, așa cum se arată în Figura 10. Valoarea rezistenței este de 200 ... 500 Ohm.

Figura 10. Circuitul de testare LED

Figura 11. LED-uri de secvențiere

Nu este dificil de calculat rezistența rezistorului de limitare. Pentru a face acest lucru, adăugați tensiunea directă pe toate LED-urile, scădeți-o din tensiunea de alimentare și împărțiți restul rezultat la curentul specificat.

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

Să presupunem că tensiunea sursei de alimentare este de 12 V și căderea de tensiune pe LED-uri este de 2 V, 2,5 V și 1,8 V. Chiar dacă LED-urile sunt luate din aceeași cutie, tot poate exista o astfel de răspândire!

În funcție de starea problemei, curentul este setat la 20mA. Rămâne să înlocuiți toate valorile din formulă și să predați răspunsul.

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

Figura 12. Conectarea în paralel a LED-urilor

În fragmentul din stânga, toate cele trei LED-uri sunt conectate printr-un rezistor de limitare a curentului. Dar de ce este tăiată această schemă, care sunt dezavantajele ei?

Acest lucru este afectat de răspândirea parametrilor LED. Cel mai mare curent va trece prin LED cu o cădere de tensiune mai mică, adică o rezistență internă mai mică. Prin urmare, cu această includere, nu va fi posibilă obținerea unei străluciri uniforme a LED-urilor. Prin urmare, circuitul corect trebuie recunoscut ca fiind circuitul prezentat în Figura 12 din dreapta.

LED-urile multicolore au urmat LED-urile cu două culori „roșu-verde”, când progresele tehnologice au făcut posibilă plasarea emițătorilor albaștri pe cristalele lor. Invenția LED-urilor „albastre” și „albe” a închis complet cercul RGB: acum este o indicație reală a oricărei culori de curcubeu în intervalul de lungimi de undă vizibile de 450 ... 680 nm cu orice saturație.

Există mai multe moduri de a obține lumină albă „LED” (și anume „lumină”, deoarece nu există „culoare” albă în natură).

Prima metodă - un fosfor galben este aplicat pe suprafața interioară a lentilei unui LED "albastru". „Albastru” plus „galben” se adaugă la un ton apropiat de alb. Așa au fost create primele LED-uri „albe” din lume.

A doua metodă - pe suprafața unui emițător de lumină care funcționează în intervalul ultraviolet de 300 ... 400 nm (radiație invizibilă), se aplică trei straturi de fosfor, respectiv, în albastru, verde și roșu. Componentele spectrale sunt amestecate, ca într-o lampă fluorescentă.

A treia metodă este tehnologia ecranului LCD TV. Pe un substrat, emițătorii „roșu”, „albastru” și „verde” sunt plasați unul lângă celălalt (ca trei pistoale într-un tub de imagine). Proporțiile de culoare sunt stabilite de curenți diferiți prin fiecare emițător. Amestecarea finală a vopselelor până la obținerea unei nuanțe de alb se realizează prin lentila de difuzie a luminii a carcasei.

A patra metodă este realizată în așa-numitele LED-uri „cuantice”, în care puncte „cuantice” roșii, verzi și albastre sau, cu alte cuvinte, nanocristale luminiscente sunt aplicate pe o placă semiconductoare obișnuită. Aceasta este o direcție promițătoare de economisire a energiei, dar totuși exotică.

Astăzi, pentru practica amatorilor, sunt de interes LED-urile multicolore de al treilea tip, având robinete de la trei emițătoare. Ele pot fi utilizate pentru a crea dispozitive de afișare a informațiilor în culori, de exemplu, sub formă de ecrane TV LED. Un pixel al unui astfel de ecran poate străluci în albastru (470 nm), verde (526 nm) sau roșu (630 nm). În total, acest lucru vă permite să obțineți aproape același număr de nuanțe ca în monitoarele computerelor.

LED-urile multicolore sunt disponibile în patru, șase, opt pini. În primul caz, există trei cabluri pentru emițătorii de culori roșu (R), verde (G) și albastru (B), completate de al patrulea cablu al catodului sau anodului comun. Versiunea cu șase pini găzduiește trei LED-uri RGB complet autonome sau două perechi de două culori: „roșu-albastru”, „verde-albastru” într-o singură carcasă. LED-urile cu opt pini au în plus un emițător „alb”.

Un punct interesant. S-a dovedit că majoritatea bărbaților nu percep cu acuratețe culoarea în partea roșie a spectrului. Însăși mama natură este de vină pentru acest lucru din cauza genei OPNlLW situată pe cromozomul X. Bărbații au o singură genă, iar femeile au două copii ale ei, care compensează reciproc defectele reciproce. Manifestare în viața de zi cu zi - femeile, de regulă, disting bine între nuanțele purpurie, visiniu și stacojiu, iar pentru mulți bărbați astfel de tonuri par la fel de roșii ... Prin urmare, atunci când proiectați echipamente, trebuie să evitați culorile „conflictuale” și să nu forțați utilizatorul să caute diferența în mici detalii.

În fig. 2.17, a ... și arată diagramele de conectare ale LED-urilor multicolore cu patru și șase pini la MK.

Orez. 2.17. Scheme de cablare pentru LED-uri multicolore la MK (început):

R3 * co oa) curentul prin fiecare dintre cei trei emițători de culori roșu (R), verde (G) și albastru (B) este determinat de rezistențele R2 ... R4 - nu mai mult de 20 ... 25 mA pentru fiecare linia MK. Rezistorul R1 oferă feedback de curent negativ. Cu ajutorul acestuia, luminozitatea generală a strălucirii este redusă în timp ce porniți simultan trei emițători;

b) similar cu Fig. 2.17, dar, dar pentru LED-ul HL1 cu anod comun și cu nivel LOW activ la ieșirile MK;

c) Controlul PWM pe trei canale oferă o gamă completă de culori RGB. Rezistențele rezistențelor R1 ... R3 sunt selectate în limite largi în funcție de senzația subiectivă de culoare a balansului de alb cu trei emițători porniți. Pentru o tranziție uniformă de la o culoare la alta, este necesară o lege de control PWM neliniară. Curentul mediu printr-o linie MK pentru o perioadă PWM nu trebuie să depășească 20 ... 25 mA cu un curent de impuls de cel mult 40 mA;

d) similar cu Fig. 2.17, în, dar pentru LED-ul HL1 cu un anod comun și cu un nivel LOW activ al semnalelor PWM;

e) LED-ul HL1 contine trei emitatori complet autonomi cu cabluri separate de carcasa, ceea ce confera o anumita libertate de actiune. De exemplu, puteți face conectarea indicatoarelor conform schemei atât cu un anod comun, cât și cu un catod comun; O

Despre Fig. 2.17. Scheme de cablare pentru LED-uri multicolore la MK (sfârșit):

f) simulator LED multicolor. Trei LED-uri convenționale HL1..HL3 de culori roșu, verde și albastru sunt amplasate structural într-o carcasă comună de difuzie a luminii. Pentru o mai bună imitație a originalului, puteți folosi LED-uri SMD de dimensiuni mici;

g) LED-urile multicolore puternice nu pot fi conectate direct la MCU, din cauza capacității reduse de încărcare a porturilor. Întrerupătoarele cu tranzistori cu un curent admisibil de cel puțin 500 mA sunt necesare pentru LED-urile de „un watt” (350 mA) și cel puțin 1 A pentru LED-urile de „trei wați” (700 mA). Se recomandă alimentarea MK și LED-ul HL1 din diferite surse printr-un regulator de tensiune, astfel încât interferențele de la comutarea unei sarcini puternice să nu interfereze cu funcționarea programului. Cu o tensiune mare de alimentare a LED-ului HL1, rezistențele rezistențelor R4... R6 și puterea acestora ar trebui crescute. LED-ul în sine trebuie instalat pe un calorifer de 5 ... 10 cm 2;

h) LED-ul HL1 cu 6 pini este controlat de la patru linii MK. Prin combinarea nivelurilor LOW / HIGH, pot fi obținute diferite tonuri de culoare. În mod ideal, un amestec de albastru și verde produce albastru, iar un amestec de roșu și verde produce galben;

i) LED-ul de ieșire HL1 permite nu numai amestecarea culorilor roșu (R), verde (G), albastru (B), dar și ajustarea saturației acestora prin adăugarea unei componente albe (W). Fiecare dintre emițătorii LED-ului HL1 este proiectat pentru un curent de funcționare de 350 mA, prin urmare, trebuie luate măsuri pentru a disipa eficient căldura cu un radiator metalic.