RGB LED: ako fungujú, interné prvky, ako sa pripojiť, RGB LED a Arduino. Použitie LED v elektronických obvodoch Dvojfarebný LED riadiaci obvod

Váš región:

Vyzdvihnutie z kancelárie

Vyzdvihnutie z kancelárie v Moskve

Kancelária sa nachádza 5 minút chôdze od stanice metra Taganskaya, na adrese Bolshoy Drovyanoy pereulok 6.
Ak sa odhlásite do 15:00 v pracovný deň, objednávku je možné vyzdvihnúť po 17:00 v ten istý deň, inak - v nasledujúci pracovný deň po 17:00. Zavoláme a potvrdíme pripravenosť objednávky.
Objednávku môžete dostať od 10:00 do 21:00 sedem dní v týždni potom, čo bude pripravená. Objednávka na vás počká 3 pracovné dni. Ak chcete predĺžiť trvanlivosť, stačí napísať alebo zavolať.
Pred návštevou si zapíšte číslo objednávky. Vyžaduje sa pri prevzatí.
Aby ste sa k nám dostali, ukážte svoj pas na preukaze, povedzte nám, že ste v Amperke a vyvezte sa výťahom na 3. poschodie.

je zadarmo

Doručenie kuriérom v Moskve

Doručenie kuriérom v Moskve

Doručujeme nasledujúci deň pri objednávke do 20:00, inak - každý druhý deň.
Kuriéri pracujú od pondelka do soboty, od 10:00 do 22:00.
Objednávku môžete zaplatiť v hotovosti pri prevzatí alebo online pri zadávaní objednávky.

250 ₽

Doručenie na odberné miesto

Doručenie na PickPoint

PickPoint.
Objednávku môžete zaplatiť v hotovosti pri prevzatí alebo online pri zadávaní objednávky.

240 ₽

Doručenie kuriérom v Petrohrade

Doručenie kuriérom v Petrohrade

Doručujeme každý druhý deň pri objednávke do 20:00, inak - do dvoch dní.
Kuriéri pracujú od pondelka do soboty, od 11:00 do 22:00.
Pri odsúhlasení objednávky si môžete zvoliť trojhodinový interval doručenia (najskôr od 12:00 do 15:00).
Objednávku môžete zaplatiť v hotovosti pri prevzatí alebo online pri zadávaní objednávky.

350 ₽

Doručenie na odberné miesto

Doručenie na PickPoint

Doručenie na miesto vyzdvihnutia je moderný, pohodlný a rýchly spôsob prijatia objednávky bez telefonovania a chytania kuriérov.
Miestom vyzdvihnutia je kiosk s osobou alebo rad železných boxov. Sú inštalované v supermarketoch, kancelárskych centrách a iných obľúbených miestach. Vaša objednávka sa zobrazí na mieste, ktoré si vyberiete.
Najbližší bod nájdete na mape PickPoint.
Dodacia lehota - od 1 do 8 dní v závislosti od mesta. Napríklad v Moskve je to 1-2 dni; v Petrohrade - 2-3 dni.
Keď objednávka dorazí na odberné miesto, dostanete SMS s kódom na jej prijatie.
V ľubovoľnom vhodnom čase do troch dní môžete prísť na miesto a použiť kód z SMS na prijatie objednávky.
Objednávku môžete zaplatiť v hotovosti pri prevzatí alebo online pri zadávaní objednávky.
Náklady na doručenie - od 240 rubľov, v závislosti od mesta a veľkosti objednávky. Počíta sa automaticky pri pokladni.

240 ₽

Doručenie na odberné miesto

Doručenie na PickPoint

Doručenie na miesto vyzdvihnutia je moderný, pohodlný a rýchly spôsob prijatia objednávky bez telefonovania a chytania kuriérov.
Miestom vyzdvihnutia je kiosk s osobou alebo rad železných boxov. Sú inštalované v supermarketoch, kancelárskych centrách a iných obľúbených miestach. Vaša objednávka sa zobrazí na mieste, ktoré si vyberiete.
Najbližší bod nájdete na mape PickPoint.
Dodacia lehota - od 1 do 8 dní v závislosti od mesta. Napríklad v Moskve je to 1-2 dni; v Petrohrade - 2-3 dni.
Keď objednávka dorazí na odberné miesto, dostanete SMS s kódom na jej prijatie.
V ľubovoľnom vhodnom čase do troch dní môžete prísť na miesto a použiť kód z SMS na prijatie objednávky.
Objednávku môžete zaplatiť v hotovosti pri prevzatí alebo online pri zadávaní objednávky.
Náklady na doručenie - od 240 rubľov, v závislosti od mesta a veľkosti objednávky. Počíta sa automaticky pri pokladni.

Posielam ruskou poštou

Pošta

Doručenie sa vykonáva na najbližšiu poštu pobočky v akejkoľvek lokalite z Ruska.
Sadzobník a dodacie lehoty určuje Ruská pošta. V priemere je čakacia doba 2 týždne.
Objednávku prevádzame na ruskú poštu do dvoch pracovných dní.
Objednávku môžete zaplatiť v hotovosti pri prevzatí (na dobierku) alebo online pri zadávaní objednávky.
Náklady sa vypočítavajú automaticky v čase objednávky a v priemere by mali byť asi 400 rubľov.

Doručenie EMS

Pri výrobe rôznych elektronických štruktúr sa LED často používa napríklad v jednotkách na indikáciu alebo signalizáciu prevádzky zariadení. Každý určite pracoval s obyčajnými indikačnými LED a nie každý používa dvojfarebnú LED s dvoma vývodmi, pretože o nej vie len málokto z radov začínajúcich elektrotechnikov. Preto vám o tom trochu poviem a samozrejme, že dvojfarebnú LED pripojíme do siete striedavého napätia 220 V, keďže táto téma je z mne neznámeho dôvodu zvýšená.

A tak vieme, že „normálna“ LED prechádza prúdom iba v jednom smere: keď sa plus aplikuje na anódu a mínus na katódu napájacieho zdroja. Ak otočíte polaritu zdroja napätia, nebude tiecť žiadny prúd.

Dvojfarebná LED s dvoma vodičmi pozostáva z dvoch antiparalelne zapojených diód umiestnených v spoločnom kryte. Telo alebo presnejšie objektív má navyše štandardné rozmery a tiež len dva vývody.

Zvláštnosťou je, že každý výstup LED slúži ako anóda jednej LED a katóda druhej.

Ak sa na jednu svorku aplikuje plus a druhá je mínus napájacieho zdroja, potom sa jedna LED zablokuje a druhá sa rozsvieti, napríklad na zeleno.

Keď je polarita napájacieho zdroja obrátená, zelená LED zhasne a rozsvieti sa červená LED.

Dvojfarebné LED diódy sú dostupné v nasledujúcich farebných kombináciách:

- červená zelená;

- modrá žltá;

- zelená - jantárová;

- Červená žltá.

Ako pripojiť dvojfarebnú LED s dvoma výstupmi do siete 220 V

Je vhodné použiť takúto LED na striedavý prúd, pretože nie je potrebné použiť reverznú diódu. Preto na pripojenie dvojfarebnej LED na striedavé napätie 220 V stačí pridať iba odpor obmedzujúci prúd.

Tu je potrebné okamžite upraviť, že menovité napätie v sieti, je aj vo vývode, od októbra 2015 už nie je obvyklých 220 V, ale 230 V. Tieto a ďalšie údaje sú zohľadnené v GOST 29433- 2014. V tej istej norme sú uvedené prípustné odchýlky od nominálnej hodnoty napätia 230 V:

- nominálna hodnota 230 V;

- maximálne 253 V (+ 10%);

- minimálne 207 V (-10%);

- minimálne pri zaťažení 198 V (-14%).

Na základe týchto predpokladov je potrebné vypočítať odpor prúdového obmedzujúceho rezistora z takých úvah, aby sa neprehrieval a cez LED pretekal dostatočný prúd pre jej bežné svietenie pri maximálne povolených výkyvoch napätia v sieti.

Výpočet odporu obmedzujúceho prúd

Preto, hoci je nominálna hodnota prúdu 20 mA, budeme brať ako vypočítanú hodnotu prúdu dvojfarebnej LED 7 mA = 0,007 A. Pri tejto hodnote normálne svieti, keďže jas LED nie je priamo úmerný prúd, ktorý ním preteká.

Určte odpor odporu obmedzujúceho prúd pri menovitom napätí v zásuvke 230 V:

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

Vyberte si 33 kOhm zo štandardného rozsahu hodnôt odporu.

Teraz vypočítajme stratový výkon rezistora:

P = I2 R = 0,007 2 ∙ 33 000 = 1,62 W.

Akceptujeme 2 wattový odpor.

Prepočítajme pre prípad maximálneho povoleného napätia pri danej hodnote odporu rezistora:

I = U/R = 253/33 000 = 0,0077 A = 7,7 mA.

P = I2 R = 0,0077 2 ∙ 33 000 = 1,96 W.

Ako vidíte, so zvýšením napätia o povolených 10% sa prúd zvýši aj o 10%, ale stratový výkon odporu nepresiahne 2 W, takže sa neprehrieva.

Keď napätie klesne o prijateľnú hodnotu, zníži sa aj prúd. V tomto prípade sa tiež zníži strata výkonu rezistora.

Z toho vyplýva záver: ako indikátor prítomnosti sieťového napätia 230 V stačí použiť dvojfarebnú LED diódu s dvoma vodičmi a 33 kOhm odporom obmedzujúcim prúd so stratovým výkonom 2 W.

Každý už pozná LED diódy. Moderné technológie sú bez nich jednoducho nemysliteľné. Sú to LED svetlá a svietidlá, indikácia prevádzkových režimov rôznych domácich spotrebičov, podsvietenie obrazoviek počítačových monitorov, televízorov a mnoho ďalších vecí, ktoré si nemôžete okamžite zapamätať. Všetky uvedené zariadenia obsahujú LED viditeľného rozsahu žiarenia rôznych farieb: červená, zelená, modrá (RGB), žltá, biela. Moderná technológia vám umožňuje získať takmer akúkoľvek farbu.

Okrem LED diód vo viditeľnom rozsahu žiarenia existujú LED diódy pre infračervené a ultrafialové svetlo. Hlavnou oblasťou použitia takýchto LED diód sú automatizačné a riadiace zariadenia. Stačí si spomenúť. Ak sa prvé modely diaľkových ovládačov používali výlučne na ovládanie televízorov, teraz sa používajú na ovládanie nástenných ohrievačov, klimatizácií, ventilátorov a dokonca aj kuchynských spotrebičov, napríklad hrncov a pekárov chleba.

Takže čo je to vlastne LED?

V skutočnosti sa veľmi nelíši od bežného - všetky rovnaké p-n križovatky a všetky rovnaké základné vlastnosti jednostrannej vodivosti. Keď sme študovali p-n prechod, ukázalo sa, že okrem jednostrannej vodivosti má práve tento prechod niekoľko ďalších vlastností. V priebehu vývoja polovodičovej technológie boli tieto vlastnosti študované, vyvíjané a zlepšované.

Veľkým prínosom pre vývoj polovodičov bol sovietsky rádiový fyzik (1903 - 1942). V roku 1919 vstúpil do slávneho a dodnes slávneho rádiového laboratória Nižného Novgorodu a od roku 1929 pracoval v Leningradskom fyzikálnom a technologickom inštitúte. Jednou z činností vedca bolo štúdium slabej, mierne viditeľnej žiary polovodičových kryštálov. Na tomto efekte fungujú všetky moderné LED diódy.

Táto slabá žiara nastáva, keď prúd prechádza cez p-n prechod v smere dopredu. Ale v súčasnosti je tento jav natoľko študovaný a vylepšený, že jas niektorých LED diód je taký, že môžete jednoducho oslepnúť.

Farebná škála LED diód je veľmi široká, takmer všetky farby dúhy. Ale farba sa nezíska zmenou farby LED puzdra. To sa dosiahne pridaním dopantov do p-n prechodu. Napríklad zavedenie malého množstva fosforu alebo hliníka umožňuje získať farby červeného a žltého odtieňa, zatiaľ čo gálium a indium vyžarujú svetlo od zelenej po modrú. Telo LED môže byť priehľadné alebo matné, ak je telo farebné, tak je to len svetelný filter zodpovedajúci farbe p-n prechodu.

Ďalším spôsobom, ako získať požadovanú farbu, je zaviesť fosfor. Fosfor je látka, ktorá dáva viditeľné svetlo, keď je vystavená inému žiareniu, dokonca aj infračervenému. Klasickým príkladom sú žiarivky. V prípade LED diód sa biela získa pridaním fosforu do modrého kryštálu.

Pre zvýšenie intenzity žiarenia majú takmer všetky LED zaostrovacie šošovky. Ako šošovka sa často používa sférický koniec priehľadného tela. V infračervených LED diódach je šošovka niekedy nepriehľadná, má dymovo sivú farbu. Hoci sa v poslednej dobe infračervené LED diódy vyrábajú jednoducho v priehľadnom puzdre, práve tieto sa používajú v rôznych diaľkových ovládačoch.

Dvojfarebné LED diódy

Tiež známy takmer všetkým. Napríklad nabíjačka pre mobilný telefón: počas nabíjania svieti indikátor na červeno a po dokončení nabíjania na zeleno. Táto indikácia je možná vďaka existencii dvojfarebných LED diód, ktoré môžu byť rôzneho typu. Prvým typom sú 3-pinové LED diódy. Jedno balenie obsahuje dve LED diódy, napríklad zelenú a červenú, ako je znázornené na obrázku 1.

Obrázok 1. Schéma zapojenia pre dvojfarebnú LED

Na obrázku je znázornený fragment obvodu s dvojfarebnou LED diódou. V tomto prípade je znázornená trojvodičová LED so spoločnou katódou (existuje aj spoločná anóda) a jej pripojenie k. V tomto prípade môžete zapnúť buď jednu alebo druhú LED, alebo obe naraz. Napríklad bude červená alebo zelená a keď sa rozsvietia dve LED diódy naraz, zmení sa na žltú. Ak súčasne používate moduláciu PWM na nastavenie jasu každej LED, môžete získať niekoľko stredných odtieňov.

V tomto obvode by ste mali venovať pozornosť skutočnosti, že obmedzovacie odpory sú zahrnuté samostatne pre každú LED, aj keď sa zdá, že si vystačíte s jedným, vrátane jeho všeobecného výstupu. Ale pri tomto zapnutí sa jas LED diód zmení, keď sa rozsvieti jedna alebo dve LED.

Aké napätie je potrebné pre LED Túto otázku možno počuť pomerne často, ktorú kladú tí, ktorí nie sú oboznámení so špecifikami LED alebo len ľudia, ktorí sú veľmi ďaleko od elektriny. V tomto prípade je potrebné vysvetliť, že LED je zariadenie riadené prúdom, nie napätím. Môžete zapnúť LED najmenej 220 V, ale zároveň by prúd cez ňu nemal prekročiť maximálne prípustné. To sa dosiahne zapojením predradného odporu do série s LED.

Ale napriek tomu, keď si pamätáme napätie, treba poznamenať, že to tiež hrá veľkú úlohu, pretože LED diódy majú veľké dopredné napätie. Ak pre konvenčnú kremíkovú diódu je toto napätie rádovo 0,6 ... 0,7 V, potom pre LED začína tento prah od dvoch voltov a viac. Preto nerozsvecujte LED od 1,5V.

Ale pri takomto zapnutí, myslím 220V, netreba zabúdať, že spätné napätie LED je dosť malé, nie viac ako niekoľko desiatok voltov. Preto sa prijímajú špeciálne opatrenia na ochranu LED pred vysokým spätným napätím. Najjednoduchší spôsob je opačný - paralelné pripojenie ochrannej diódy, ktorá môže byť aj nie veľmi vysokonapäťová, napríklad KD521. Pod vplyvom striedavého napätia sa diódy striedavo otvárajú, čím sa navzájom chránia pred vysokým spätným napätím. Obvod na zapnutie ochrannej diódy je znázornený na obrázku 2.

Obrázok 2 Schéma zapojenia paralelne s LED ochranná dióda

Dvojfarebné LED diódy sú dostupné aj v 2-pinovom balení. V tomto prípade nastáva zmena farby žiary pri zmene smeru prúdu. Klasickým príkladom je indikácia smeru otáčania jednosmerného motora. V tomto prípade by sa nemalo zabúdať, že obmedzovací odpor musí byť zapojený do série s LED.

Nedávno je obmedzovací odpor jednoducho zabudovaný do LED a potom napríklad na cenovkách v obchode jednoducho píšu, že táto LED je na 12V. Taktiež blikajúce LED diódy sú označené napätím: 3V, 6V, 12V. Vo vnútri takýchto LED je mikrokontrolér (dokonca ho môžete vidieť cez priehľadné puzdro), takže žiadne pokusy o zmenu frekvencie blikania nedávajú výsledky. Pomocou tohto označenia môžete zapnúť LED priamo na napájanie pri uvedenom napätí.

Vývoj japonských rádioamatérov

Ukazuje sa, že rádioamatérstvo sa praktizuje nielen v krajinách bývalého ZSSR, ale aj v takej „elektronickej krajine“, akou je Japonsko. Samozrejme, ani obyčajný japonský rádioamatér nedokáže vytvoriť veľmi zložité zariadenia, ale jednotlivé riešenia obvodov si zaslúžia pozornosť. Nikdy neviete, v akej schéme sa vám tieto riešenia môžu hodiť.

Tu je prehľad pomerne jednoduchých zariadení, ktoré využívajú LED diódy. Vo väčšine prípadov sa riadenie vykonáva z mikrokontrolérov a nemôžete sa od toho dostať. Dokonca aj pre jednoduchý obvod je jednoduchšie napísať krátky program a spájkovať regulátor v puzdre DIP-8 ako spájkovať niekoľko mikroobvodov, kondenzátorov a tranzistorov. Je tiež atraktívne v tom, že niektoré mikrokontroléry môžu pracovať úplne bez akýchkoľvek príloh.

Dvojfarebný riadiaci obvod LED

Zaujímavý obvod na ovládanie výkonnej dvojfarebnej LED diódy ponúkajú japonskí rádioamatéri. Presnejšie povedané, sú tu použité dve výkonné LED diódy s prúdom až 1A. Treba ale predpokladať, že nechýbajú ani výkonné dvojfarebné LED diódy. Obvod je znázornený na obrázku 3.

Obrázok 3. Riadiaci obvod pre výkonnú dvojfarebnú LED

Mikroobvod TA7291P je určený na ovládanie jednosmerných motorov s nízkym výkonom. Poskytuje niekoľko režimov, a to rotáciu vpred, rotáciu vzad, zastavenie a brzdenie. Výstupný stupeň mikroobvodu je zostavený na mostíkovom obvode, ktorý vám umožňuje vykonávať všetky vyššie uvedené operácie. Oplatilo sa však zapojiť predstavivosť a tu to máte, mikroobvod má novú profesiu.

Logika mikroobvodu je pomerne jednoduchá. Ako vidíte na obrázku 3, mikroobvod má 2 vstupy (IN1, IN2) a dva výstupy (OUT1, OUT2), ku ktorým sú pripojené dve výkonné LED diódy. Keď sú logické úrovne na vstupoch 1 a 2 rovnaké (nezáleží na 00 alebo 11), potom sú potenciály výstupov rovnaké, obe LED sú zhasnuté.

Pri rôznych logických úrovniach na vstupoch funguje mikroobvod nasledovne. Ak jeden zo vstupov, napríklad IN1, má nízku logickú úroveň, potom je výstup OUT1 pripojený k spoločnému vodiču. Katóda LED HL2 je tiež pripojená k spoločnému vodiču cez odpor R2. Napätie na výstupe OUT2 (ak je na vstupe IN2 logická jednotka) v tomto prípade závisí od napätia na vstupe V_ref, čo umožňuje nastaviť jas LED HL2.

V tomto prípade sa napätie V_ref získava z PWM impulzov z mikrokontroléra pomocou integračného obvodu R1C1, ktorý upravuje jas LED pripojenej k výstupu. Mikrokontrolér tiež riadi vstupy IN1 a IN2, čo umožňuje získať širokú škálu odtieňov osvetlenia a algoritmov ovládania LED. Odpor odporu R2 sa vypočíta na základe maximálneho prípustného prúdu LED. Ako to urobiť, bude popísané nižšie.

Obrázok 4 zobrazuje vnútornú štruktúru mikroobvodu TA7291P, jeho blokovú schému. Obvod je prevzatý priamo z údajového listu, takže elektromotor je zobrazený ako záťaž.

Obrázok 4.

Bloková schéma uľahčuje sledovanie dráh prúdu cez záťaž a spôsob ovládania výstupných tranzistorov. Tranzistory sa zapínajú v pároch, diagonálne: (vľavo hore + vpravo dole) alebo (vpravo hore + vľavo dole), čo umožňuje meniť smer a otáčky motora. V našom prípade rozsvieťte jednu z LED diód a ovládajte jej jas.

Spodné tranzistory sú riadené signálmi IN1, IN2 a sú určené len na zapnutie/vypnutie uhlopriečok mostíka. Horné tranzistory sú riadené signálom Vref, sú to tie, ktoré regulujú výstupný prúd. Riadiaci obvod, znázornený ako jednoduchý štvorec, obsahuje aj ochranu proti skratu a iným nepredvídateľným udalostiam.

Pri týchto výpočtoch ako vždy pomôže Ohmov zákon. Východiskové údaje pre výpočet nech sú nasledovné: napájacie napätie (U) 12V, prúd cez LED (I_HL) 10mA, LED je pripojená na zdroj napätia bez tranzistorov a mikroobvodov ako indikátor zapnutia. Pokles napätia na LED (U_HL) 2V.

Potom je celkom zrejmé, že napätie (U-U_HL) bude aplikované na obmedzovací odpor - samotná LED „zjedla“ dva volty. Potom bude odpor obmedzovacieho odporu

R_o = (U-U_HL) / I_HL = (12 - 2) / 0,010 = 1 000 (Ω) alebo 1 kΩ.

Nezabudnite na systém SI: napätie vo voltoch, prúd v ampéroch, výsledok v ohmoch. Ak je LED zapnutá tranzistorom, potom by sa v prvej zátvorke malo od napájacieho napätia odpočítať napätie kolektor-emitor sekcie otvoreného tranzistora. Ale spravidla to nikto nikdy nerobí, presnosť až stotín percenta tu nie je potrebná a nebude to fungovať kvôli rozptylu parametrov dielov. Všetky výpočty v elektronických obvodoch poskytujú približné výsledky, zvyšok je potrebné dosiahnuť ladením a ladením.

Trojfarebné LED diódy

Okrem dvojfarebných sú v poslednej dobe rozšírené. Ich hlavným účelom je dekoratívne osvetlenie na pódiách, na večierkoch, na novoročných oslavách alebo na diskotékach. Tieto LED diódy majú balenie so štyrmi vodičmi, z ktorých jeden je spoločná anóda alebo katóda, v závislosti od konkrétneho modelu.

Ale jedna alebo dve LED diódy, dokonca aj trojfarebné, sú málo použiteľné, takže ich musíte kombinovať do girlandy a na ovládanie girlandy použiť všetky druhy ovládacích zariadení, ktoré sa najčastejšie nazývajú ovládače.

Skladanie girlandy z jednotlivých LED diód je nudné a nezaujímavé. Preto sa v posledných rokoch priemysel začal vyrábať aj pásy na báze trojfarebných (RGB) LED diód. Ak sa vyrábajú jednofarebné pásky pre napätie 12V, tak prevádzkové napätie trojfarebných pások je častejšie 24V.

LED pásiky sú napäťovo označené, keďže už obsahujú obmedzovacie odpory, je možné ich pripojiť priamo na zdroj napätia. Zdroje pre sa predávajú na rovnakom mieste ako pásky.

Na ovládanie trojfarebných LED diód a pásikov sa používajú špeciálne ovládače na vytváranie rôznych svetelných efektov. S ich pomocou je možné jednoducho prepínať LED diódy, upravovať jas, vytvárať rôzne dynamické efekty, ale aj kresliť vzory a dokonca aj obrázky. Vytvorenie takýchto ovládačov priťahuje mnohých rádioamatérov, prirodzene tých, ktorí vedia písať programy pre mikrokontroléry.

S trojfarebnou LED diódou získate takmer akúkoľvek farbu, pretože aj farba na televíznej obrazovke sa získa zmiešaním iba troch farieb. Tu je vhodné pripomenúť ďalší vývoj japonských rádioamatérov. Jeho schematický diagram je znázornený na obrázku 5.

Obrázok 5. Schéma zapojenia trojfarebnej LED

Výkonná 1W trojfarebná LED obsahuje tri žiariče. Pri hodnotách odporu uvedených v diagrame je farba svetla biela. Výberom hodnôt rezistorov je možná mierna zmena odtieňa: z bielej studenej na bielu teplú. V autorskom návrhu je svietidlo určené na osvetlenie interiéru auta. Mali by byť (Japonci) v smútku! Aby ste sa nemuseli starať o dodržanie polarity na vstupe zariadenia, je k dispozícii diódový mostík. Zariadenie je namontované na doske a je znázornené na obrázku 6.

Obrázok 6. Doska na pečenie

Ďalším vývojom japonských rádioamatérov je tiež automobilový priemysel. Toto zariadenie na osvetlenie miestnosti, samozrejme, s bielymi LED diódami, je znázornené na obrázku 7.

Obrázok 7. Schéma zariadenia na osvetlenie ŠPZ na bielych LED diódach

Konštrukcia využíva 6 výkonných supersvietivých LED s maximálnym prúdom 35mA a svetelným tokom 4lm. Na zvýšenie spoľahlivosti LED je prúd cez ne obmedzený na 27 mA pomocou mikroobvodu stabilizátora napätia pripojeného podľa obvodu stabilizátora prúdu.

LED diódy EL1 ... EL3, odpor R1 spolu s mikroobvodom DA1 tvoria stabilizátor prúdu. Stabilný prúd cez odpor R1, udržuje na ňom pokles napätia 1,25 V. Druhá skupina LED je pripojená k stabilizátoru cez presne ten istý odpor R2, takže prúd cez skupinu LED EL4 ... EL6 bude tiež stabilizovaný na rovnakej úrovni.

Na obrázku 8 je znázornený obvod meniča pre napájanie bielej LED z jedného galvanického článku s napätím 1,5V, čo zjavne nestačí na zapálenie LED. Obvod prevodníka je veľmi jednoduchý a riadený mikrokontrolérom. V skutočnosti je mikrokontrolér s pulznou frekvenciou asi 40 kHz. Pre zvýšenie zaťažiteľnosti sú piny mikrokontroléra zapojené paralelne v pároch.

Obrázok 8

Schéma funguje nasledovne. Keď sú kolíky PB1, PB2 nízke, výstupy PB0, PB4 sú vysoké. V tomto čase sú kondenzátory C1, C2 cez diódy VD1, VD2 nabité na približne 1,4 V. Keď je stav výstupov regulátora obrátený, na LED sa privedie súčet napätí dvoch nabitých kondenzátorov plus napätie batérie. Na LED sa teda v smere dopredu aplikuje takmer 4,5 V, čo je celkom dosť na zapálenie LED.

Podobný prevodník je možné zostaviť bez mikrokontroléra, len na logickom mikroobvode. Takýto obvod je znázornený na obrázku 9.

Obrázok 9.

Na prvku DD1.1 je zostavený obdĺžnikový oscilátor, ktorého frekvencia je určená hodnotami R1, C1. S touto frekvenciou bude LED blikať.

Keď je výstup prvku DD1.1 vysoký, výstupná úroveň DD1.2 je prirodzene vysoká. V tomto čase sa kondenzátor C2 nabíja cez diódu VD1 z napájacieho zdroja. Cesta nabíjania je nasledovná: plus napájací zdroj - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - mínus napájací zdroj. V tomto čase sa na bielu LED diódu privádza iba napätie batérie, ktoré nestačí na rozsvietenie LED.

Keď sa úroveň na výstupe prvku DD1.1 zníži, na výstupe DD1.2 sa objaví vysoká úroveň, čo vedie k zablokovaniu diódy VD1. Preto sa napätie na kondenzátore C2 pripočíta k napätiu batérie a tento súčet sa aplikuje na odpor R1 a LED HL1. Tento súčet napätí stačí na zapnutie LED HL1. Potom sa cyklus opakuje.

Ako skontrolovať LED

Ak je LED nová, potom je všetko jednoduché: vodič, ktorý je o niečo dlhší, je kladný alebo anódový. Práve to musí byť zapnuté na plus zdroja napájania, samozrejme, nezabudnite na obmedzovací odpor. Ale v niektorých prípadoch bola napríklad LED odstránená zo starej dosky a vodiče majú rovnakú dĺžku, je potrebná kontinuita.

Multimetre sa v takejto situácii správajú akosi nepochopiteľne. Napríklad multimeter DT838 v režime testovania polovodičov môže testovanú LED diódu jednoducho mierne rozsvietiť, ale na indikátore sa zobrazí otvorený obvod.

Preto je v niektorých prípadoch lepšie skontrolovať LED diódy ich pripojením cez obmedzovací odpor k zdroju napájania, ako je znázornené na obrázku 10. Hodnota odporu je 200 ... 500 Ohm.

Obrázok 10. Testovací obvod LED

Obrázok 11. Poradie LED diód

Nie je ťažké vypočítať odpor obmedzovacieho odporu. Za týmto účelom spočítajte dopredné napätie na všetkých LED diódach, odpočítajte ho od napätia napájacieho zdroja a výsledný zvyšok vydeľte špecifikovaným prúdom.

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

Predpokladajme, že napätie napájacieho zdroja je 12V a úbytok napätia na LED diódach je 2V, 2,5V a 1,8V. Aj keď sú LED diódy prevzaté z tej istej krabice, stále môže dôjsť k takémuto šíreniu!

Podľa stavu problému je prúd nastavený na 20 mA. Zostáva nahradiť všetky hodnoty vo vzorci a naučiť odpoveď.

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

Obrázok 12. Paralelné zapojenie LED diód

V ľavom fragmente sú všetky tri LED diódy pripojené cez jeden prúd obmedzujúci odpor. Prečo je však táto schéma prečiarknutá, aké sú jej nevýhody?

To je ovplyvnené šírením parametrov LED. Najväčší prúd bude prechádzať LED s nižším úbytkom napätia, teda menším vnútorným odporom. Preto s týmto zahrnutím nebude možné dosiahnuť rovnomernú žiaru LED. Preto by mal byť správny obvod rozpoznaný ako obvod znázornený na obrázku 12 vpravo.

Viacfarebné LED diódy nasledovali po dvoch farebných „červeno-zelených“ LED, keď pokroky v technológii umožnili umiestniť modré žiariče na ich kryštály. Vynález "modrých" a "bielych" LED úplne uzavrel kruh RGB: teraz je to skutočná indikácia akejkoľvek farby dúhy vo viditeľnom rozsahu vlnových dĺžok 450 ... 680 nm s akoukoľvek sýtosťou.

Existuje niekoľko spôsobov, ako získať biele „LED“ svetlo (konkrétne „svetlo“, pretože v prírode neexistuje žiadna biela „farba“).

Prvý spôsob - na vnútorný povrch šošovky "modrej" LED sa aplikuje žltý fosfor. „Modrá“ plus „žltá“ tvoria tón blízky bielej. Takto vznikli prvé „biele“ LED diódy na svete.

Druhá metóda - na povrch svetelného žiariča pracujúceho v ultrafialovom rozsahu 300 ... 400 nm (neviditeľné žiarenie) sa nanášajú tri vrstvy fosforu, v tomto poradí, v modrej, zelenej a červenej farbe. Spektrálne zložky sa zmiešajú ako v žiarivke.

Treťou metódou je technológia LCD TV obrazovky. Na jednom substráte sú blízko seba umiestnené „červené“, „modré“ a „zelené“ žiariče (ako tri pištole v obrazovke). Farebné proporcie sú nastavené rôznymi prúdmi cez každý žiarič. Konečné miešanie farieb, kým sa nedosiahne biely odtieň, sa vykonáva šošovkou rozptyľujúcou svetlo krytu.

Štvrtý spôsob je realizovaný v takzvaných „kvantových“ LED, v ktorých sú červené, zelené a modré „kvantové“ bodky alebo inými slovami luminiscenčné nanokryštály aplikované na spoločnú polovodičovú dosku. Toto je sľubný smer šetrenia energie, ale stále exotický.

Dnes sú pre amatérsku prax zaujímavé viacfarebné LED diódy tretieho typu, ktoré majú kohútiky z troch žiaričov. Môžu byť použité na vytvorenie plnofarebných informačných zobrazovacích zariadení, napríklad vo forme LED TV obrazoviek. Jeden pixel takejto obrazovky môže svietiť modrou (470 nm), zelenou (526 nm) alebo červenou (630 nm). Celkovo to umožňuje získať takmer rovnaký počet odtieňov ako v počítačových monitoroch.

Viacfarebné LED diódy sa dodávajú v štyroch, šiestich, ôsmich kolíkoch. V prvom prípade sú to tri vývody pre žiariče červenej (R), zelenej (G) a modrej (B) farby, doplnené o štvrtý vývod spoločnej katódy alebo anódy. Šesťpinová verzia obsahuje tri plne autonómne RGB LED diódy alebo dva dvojfarebné páry: „červená-modrá“, „zeleno-modrá“ v jednom kryte. Osempinové LED diódy majú navyše „biely“ žiarič.

Zaujímavý bod. Je dokázané, že väčšina mužov presne nevníma farbu v červenej časti spektra. Môže za to samotná matka príroda, pretože gén OPNlLW sa nachádza na chromozóme X. Muži majú jeden gén a ženy jeho dve kópie, ktoré si navzájom kompenzujú svoje defekty. Prejav v každodennom živote - ženy spravidla dobre rozlišujú karmínové, bordové a šarlátové odtiene a mnohým mužom sa takéto tóny zdajú byť rovnako červené ... Preto sa pri navrhovaní zariadenia treba vyhýbať "konfliktným" farbám a nenútiť sa. aby používateľ hľadal rozdiel v malých detailoch.

Na obr. 2.17, a ... a ukazuje schémy zapojenia štvor-, šesťkolíkových viacfarebných LED diód k MK.

Ryža. 2.17. Schémy zapojenia pre viacfarebné LED do MK (začiatok):

R3 * co oa) prúd cez každý z troch žiaričov červenej (R), zelenej (G) a modrej (B) farby je určený odpormi R2 ... R4 - nie viac ako 20 ... 25 mA pre každý Linka MK. Rezistor R1 poskytuje negatívnu prúdovú spätnú väzbu. S jeho pomocou sa zníži celkový jas žiary pri súčasnom zapnutí troch žiaričov naraz;

b) podobne ako na obr. 2.17, ale, ale pre LED HL1 so spoločnou anódou a s aktívnou LOW úrovňou na výstupoch MK;

c) Trojkanálové ovládanie PWM poskytuje plný farebný rozsah RGB. Odpory rezistorov R1 ... R3 sa volia v širokých medziach podľa subjektívneho farebného pocitu vyváženia bielej pri troch zapnutých žiaričoch. Pre jednotný prechod z jednej farby do druhej je potrebný nelineárny zákon riadenia PWM. Priemerný prúd cez jednu linku MK za jedno obdobie PWM by nemal presiahnuť 20 ... 25 mA s impulzným prúdom nie väčším ako 40 mA;

d) podobne ako na obr. 2.17, ale pre LED HL1 so spoločnou anódou a s aktívnou NÍZKOU úrovňou PWM signálov;

e) HL1 LED obsahuje tri úplne autonómne žiariče s oddelenými vodičmi od puzdra, čo dáva určitú voľnosť pôsobenia. Napríklad môžete vykonať pripojenie indikátorov podľa schémy so spoločnou anódou aj so spoločnou katódou; O

O Obr. 2.17. Schémy zapojenia pre viacfarebné LED k MK (koniec):

f) viacfarebný LED simulátor. Tri bežné LED diódy HL1..HL3 červenej, zelenej a modrej farby sú konštrukčne umiestnené v jednom spoločnom puzdre rozptyľujúcom svetlo. Pre lepšiu imitáciu originálu môžete použiť malé SMD LED diódy;

g) výkonné viacfarebné LED diódy nie je možné priamo pripojiť k MCU, kvôli nízkej zaťažiteľnosti portov. Pre "jednowattové" LED (350 mA) sú potrebné tranzistorové spínače s prípustným prúdom najmenej 500 mA a pre "trojwattové" LED (700 mA) najmenej 1 A. Odporúča sa napájať MK a LED HL1 z rôznych zdrojov cez regulátor napätia, aby rušenie zo spínania výkonnej záťaže nenarušilo činnosť programu. Pri vysokom napájacom napätí LED HL1 by sa mali zvýšiť odpory rezistorov R4… R6 a ich výkon. Samotná LED musí byť inštalovaná na radiátore 5 ... 10 cm 2;

h) 6-pinová LED HL1 je ovládaná zo štyroch liniek MK. Kombináciou úrovní NÍZKE / VYSOKÉ možno dosiahnuť rôzne farebné odtiene. V ideálnom prípade zmes modrej a zelenej vytvára modrú a zmes červenej a zelenej vytvára žltú;

i) Výstupná LED HL1 umožňuje nielen miešanie farieb červenej (R), zelenej (G), modrej (B), ale aj úpravu ich sýtosti pridaním bielej zložky (W). Každý z žiaričov LED HL1 je navrhnutý na prevádzkový prúd 350 mA, preto je potrebné prijať opatrenia na efektívne odvádzanie tepla kovovým radiátorom.