Hogyan készítsünk villogó LED-et, működési elv, tesztek, séma

Előző

Tartalom:

  • A LED működési elve
  • Villogó RGB LED-ek tesztelése
  • Hogyan lehet villogni egy közönséges LED-et

Ha nem lehet kész villogó LED-et vásárolni, ahol a kívánt funkció végrehajtásához szükséges összes elem már be van építve az izzóba, és csak az akkumulátor csatlakoztatása marad, akkor megpróbálhatja összeállítani a saját áramkörét . Ehhez szüksége lesz egy kicsit: kiszámítja a LED ellenállását, amely a kondenzátorral együtt beállítja az áramkör rezgési periódusát, valahogy korlátozza az áramot, és természetesen válassza ki a kulcs típusát. Hazánk gazdasága valamiért bányászatra épül, miközben az elektronika mélyen a földbe van temetve. Emiatt az elemi feszültségbázissal. És valóban felmerülhet probléma, nem feladat, hogyan készítsünk villogó LED-et. Főleg, ha olyan akció van, amiben "kék vödrök" vannak az orron.

A LED működési elve

A LED működése

A LED csatlakoztatása előtt ismernie kell egy minimális elméletet. A p-n átmenet tartományában a lyuk és az elektronvezetőképesség megléte miatt a főkristály vastagságához képest nem szabványos energiaszintű zóna jön létre. A töltéshordozók rekombinációja során energia szabadul fel, és ha annak értéke egyenlő egy fénykvantummal, akkor két anyag találkozási pontja világítani kezd. Az árnyalat bizonyos értékektől függ, és az arány a következő:

E = h c / ?, ahol h = 6,6 x 10-34 a Planck-állandó, c = 3 x 108 a fénysebesség, a görög lambda betű pedig a hullámhosszt (m) jelöli. (Lásd még: Hogyan kell megfelelően földelni)

Ebből az állításból az következik, hogy olyan diódát lehet létrehozni, ahol az energiaszintek különbsége E. Ezt fogjuk keresni. Így készülnek a LED-ek. És a szintkülönbségtől függően a szín lehetkék, piros, zöld stb. Ráadásul nem minden LED ugyanolyan hatásfokú. A leggyengébbek a kékek, amelyek történelmileg az utolsók között jelentek meg. A LED-ek hatásfoka viszonylag alacsony (félvezető technológiához), és ritkán éri el a 45%-ot is. De mindezzel együtt az elektromos energia specifikus átalakítása hasznos fényenergiává egyszerűen elképesztő. Minden W energia 6-7-szer több fotont adhat, mint egy feszültségspirál azonos fogyasztási feltételek mellett. Ez megmagyarázza, hogy a LED-ek manapság miért foglalnak el erős pozíciót a világítástechnikában.

Ugyanezen okból kifolyólag összehasonlíthatatlanul egyszerűbb ezekre a félvezető elemekre épülő villogót létrehozni. Viszonylag kis feszültségek elegendőek az áramkör működéséhez. Minden más a megfelelő kulcs és passzív elemek kiválasztásán múlik a kívánt alakú fűrészfog vagy impulzusfeszültség létrehozásához:

  • Amplitúdó.
  • recsegve
  • Az indulás gyakorisága.

    • Hogyan kell csinálni? Nyilvánvaló, hogy a LED csatlakoztatása a 220 V-os hálózathoz nem a legjobb ötlet. Vannak hasonló sémák, de elég nehéz őket villogtatni, mert ehhez még nem készült el az elembázis. Általában a LED-ek sokkal alacsonyabb tápfeszültségről működnek. Ezek közül a legelérhetőbbek:

    villogó

    Egy egyszerű LED

    • +5 V feszültség van jelen a telefon akkumulátorok töltésére szolgáló eszközökben, valamint iPad-ekben és egyéb kütyükben. Igaz, a kimeneti áram ebben az esetben kicsi, de a legtöbb esetben nem szükséges. Alternatív megoldásként a +5V megtalálható a személyi számítógép egyik tápbuszon. Ebben az esetben nem lesz probléma az áramkorlátozással. Ebben az esetben a vezeték piros, és a földet feketén kell keresni.
    • A +7 és +9, V közötti feszültség gyakran megtalálható a kézi rádióállomások töltőin, va walkie-talkie-nek nevezett mindennapokat. Sok cég, és mindegyiknek megvan a maga szabványa. Itt konkrét ajánlásokat nem tudunk adni. Ám a walkie-talkie a használati sajátosságok miatt sokszor tönkremegy, így általában viszonylag olcsón hozzá lehet jutni a plusz töltőhöz.
    • Véleményünk szerint a LED-es csatlakozási séma a +12 utcától működik a legjobban. Ez egy szabványos feszültség a mikroelektronikában, sok helyen megtalálható. Ezenkívül a számítógép egység -12 St feszültséget tartalmaz. A mag szigetelése kék, maga a vezeték pedig megmaradt a régi meghajtókkal való kompatibilitás érdekében. Esetünkben akkor lehet rá szükség, ha nincs kéznél elemi alap +12 szt. Akkor elég lesz megtalálni a kiegészítő tranzisztorokat és bekapcsolni őket a kimeneti helyett. A passzív elemek névleges értéke változatlan marad. Magát a LED-et is a hátoldal kapcsolja be.
    • A -3,3-as címlet első ránézésre igénytelennek tűnik. De ha elég szerencséje van, hogy SMD0603 RGB LED-eket kapjon az aliexpressen darabonként 4 rubelért, akkor lehetséges, hogy nem térhet vissza a hegyekre. Azonban! Az előre irányú feszültségesés nem haladhatja meg a 3-at (fordított kapcsolásra esetünkben nem lesz szükség, de hibás polaritás esetén a maximális feszültség 5).

    Most, hogy a LED készüléke teljesen világos számunkra, és az égési körülmények is ismertek, kezdjük el ötletünket megvalósítani. Ugyanis az elemet villogni fogjuk.

    Villogó RGB LED-ek tesztelése

    A számítógép tápegysége szinte ideális az SMD0603 LED-ek teszteléséhez. Ebben az esetben csak egy rezisztív elosztót kell behelyeznie. Ehhez a műszaki dokumentációban szereplő séma szerint a p-n csomópontok előrefelé irányuló ellenállását tesztelő segítségével értékelik. Közvetlen mérés itt lehetetlen. Ehelyett össze kell szerelni az ábrán látható áramkört.Íme az okaink és a képen látható dolgok:

    A p-n átmenetek ellenállásának értékelési sémája

  • Ez a mikroáramkör a lábak számával együtt a műszaki adatok szerint.
  • A katód tápfeszültséget kap, mivel a feszültség polaritása negatív. A 3.3 éppen elég a p-n csomópontok megnyitásához.
  • Szüksége van egy nem túl nagy teljesítményű változó ellenállásra. Nálunk a képen látható maximum 680 Ohm határértékkel szereltük fel. Kezdetben ebben a helyzetben kell lennie.
  • Normális esetben a nyitott p-n átmenet ellenállása nem túl nagy, de jelentős tartalékra van szükségünk, hogy a diódák ne égjenek ki (emlékezzünk arra, hogy a maximális előremenő feszültségük 3 V). Figyelembe veszi azt a tényt is, hogy alacsony feszültségen az egyes LED-ek ellenállása körülbelül 700 ohm lesz. Párhuzamos csatlakoztatás esetén a teljes ellenállást az ábrán látható képlet szerint találjuk meg. Mindhárom 700-as bemeneti paramétert behelyettesítve 233 Ohm-ot kapunk. Ez lesz a LED-eink ellenállása abban a pillanatban, amikor éppen kezdenek nyílni (legalábbis mi így gondoljuk).

    A teljes ellenállás kiszámításának képlete

  • A lényeg az, hogy a módot egy teszterrel kell majd vezérelnünk (lásd az ábrát). Ehhez folyamatosan mérjük a LED-es mikroáramkör feszültségét, ezzel egyidejűleg csökkentjük az ellenállás értékét, amíg a potenciálkülönbség 2,5 V-ra nem emelkedik. Ezenkívül egyszerűen veszélyes a feszültség növelése, talán sokan még 2,2 V-nál is megállnak.
  • Ezután az arányból megtaláljuk a LED mikroáramkör kívánt ellenállását: (3.3 – 2.5)/2.5 = R пер / Rбощ, ahol R пер a változó ellenállás ellenállása abban a pillanatban, amikor a feszültség a teszter kijelzőjén eléri a 2,5 V-ot. R összesen = 3,125 R transz.

    • A számítógép tápegységének +3.3-as vezetéke narancssárga szigeteléssel rendelkezik, és az áramkör földelése feketéből származik. Vegye figyelembe, hogy nem kellterhelés nélkül tartalmazza ezt a modult. Ideális lenne DVD-meghajtót vagy más eszközt csatlakoztatni valamelyik csatlakozóhoz. Az is megengedett, ha áram alatti eszközöket tud kezelni, egyszerűen eltávolítja az oldalsó burkolatot, eltávolítja onnan a szükséges érintkezőket, és egyáltalán nem távolítja el a tápegységet. A diagram a LED-ek csatlakoztatását szemlélteti. Sokan kérdezik – mi lesz ezután? Megmérted a LED-ek párhuzamos csatlakozásának ellenállását és megálltál?

    Elmagyarázzuk: működő állapotban, ha több LED-et kell bekapcsolni, hasonló beállítást végzünk. Ennek eredményeként a mikroáramkör tápfeszültségének 2,5 V-nak kell lennie. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a LED-ek villognak, ezért előfordulhat, hogy a leolvasások nem teljesen pontosak. Ebben az esetben a leolvasások maximuma nem haladhatja meg a 2,5 St. Nos, és persze egyértelmű lesz, hogy működik az áramkör, mert a LED-ek villogni kezdenek. Annak érdekében, hogy csak egy része jelenjen meg ebben a tervben, el kell távolítania az ételt a szükségtelenektől. Lehetőség van egy hibakereső áramkör összeállítására is három változó ellenállással - minden szín ágában egy-egy. (Lásd még: Hogyan végezzünk földelést magánházban)

    Így most már tudjuk, hogyan készítsünk villogó LED-lámpákat saját kezünkkel. És most sokan felteszik a kérdést, hogy lehet-e változtatni a kioldási időt. Úgy gondoljuk, hogy a konténereket továbbra is belül kell használni. Ez akár a LED-ek p-n átmenetének saját kapacitása is lehet. De mindenesetre, ha egy változó kondenzátort a bemeneti áramkörrel párhuzamosan csatlakoztat, megpróbálhat valamit megváltoztatni. A besorolásnak nagyon kicsinek kell lennie, és pF-ben kell mérni. Egy ilyen kis chipben egyszerűen nem lehetnek nagy kondenzátorok. Feltételezzük azt is, hogy a mikroáramkörrel párhuzamosan kapcsolt ellenállás (lásd az ábrán a pontozott vonalat) és földelve leszpontosabb osztót alkotnak. Ebben az esetben a stabilitás megnő.

    Ezután a besorolásokat komolyabban kell venni, de ne felejtsük el, hogy ez jelentősen korlátozza a LED-eken átfolyó áramot. Valójában ezt a kérdést a jelenlegi helyzetnek megfelelően kell átgondolnia.

    Hogyan lehet villogni egy közönséges LED-et

    A villogó LED séma

    A képen látható áramkör a tranzisztor lavinatörését használja a munkájához. Ha a KT315B-t vesszük, amit kulcsként használunk, akkor a kollektor és az alap közötti maximális fordított feszültség 20 V. Ezért nincs semmi veszélyes az ilyen befogadásban. De a KT315Zh módosításban ez a paraméter csak 15 V, ami sokkal közelebb áll a választott +12 V tápfeszültséghez. Ezért ilyen tranzisztor nem használható ebben a sémában.

    Szigorúan véve a lavinaletörés nem a p-n átmenet szabályos módja. Ebben az esetben a kollektor és a bázis közötti nagyon nagy fordított feszültség miatt az atomok ionizációja következik be a szórt töltéshordozók becsapódása miatt. Ennek eredményeként szabad töltésű részecskék tömege képződik, amelyeket a mező felfog és áramot képez. A szemtanúk azt állítják, hogy a KT315 tranzisztor meghibásodásához fordított feszültségre van szükség a kollektor és az emitter között, amelynek amplitúdója 8-9 St.

    És most néhány szó a rendszer működéséről. A kezdeti pillanatban a kondenzátor töltődni kezd. +12 V-ra van csatlakoztatva, és az áramkör többi része le van zárva, mivel a tranzisztoros kapcsoló zárva van. A potenciálkülönbség fokozatosan növekszik, és egy ponton eléri a tranzisztor lavinatörési feszültségét. Ebben a pillanatban a kondenzátor feszültsége élesen csökken, mivel két nyitott pn átmenet van vele párhuzamosan csatlakoztatva:

  • A tranzisztor benne találhatólebontási mód.
  • A LED a közvetlen beépítés miatt nyitva van.

    • Összességében a feszültségnek körülbelül 1 V-nak kell lennie, a kondenzátor a nyitott p-n átmeneteken keresztül kisütni kezd, de amint a feszültség 7-8 alá esik, a lafa véget ér. A tranzisztoros kapcsoló zárva van, és a folyamat megismétlődik. Nyilvánvaló, hogy egy bizonyos hiszterézis velejárója a rendszernek. Vagyis a tranzisztor nagyobb feszültségen nyit, mint ahogy zár. Ez az összes folyamat tehetetlenségének köszönhető. És ennek köszönhetően megfigyelheti a LED működését.

    Az ellenállás és a kondenzátor névleges értéke határozza meg az oszcilláció időtartamát. És a kondenzátor sokkal kisebbre vehető, ha egy kis ellenállást tartalmaz a tranzisztor kollektora és a LED között. Például 50 ohm. Ennek köszönhetően a kisülési állandó drámaian megnő, és könnyebb lesz a LED vizuális ellenőrzése (az égési idő megnő). Nyilvánvaló, hogy az áram nem lehet túl nagy, maximális értékeit a kézikönyvekből vettük. Nem ajánlott LED-lámpákat csatlakoztatni a rendszer alacsony termikus stabilitása és a rendellenes tranzisztor üzemmód miatt. Ezzel szeretnénk elbúcsúzni olvasóinktól, és remélni, hogy az ismertető érdekesre sikeredett, a képek szemléletesek, a magyarázatok pedig olyan egyértelműek, mint Isten napja.

    Következő

    Olvassa el továbbá: