Kõik, mida pead teadma LED -ide kohta: 7 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Valgusdiood on elektrooniline seade, mis kiirgab valgust voolu läbimisel. LED -id on väikesed, äärmiselt tõhusad, eredad, odavad elektroonilised komponendid. Inimesed arvavad, et LED -id on lihtsalt tavalised valgust kiirgavad komponendid ja kipuvad tähelepanuta jätma LED -ide huvitavaid fakte ja funktsioone. Selles juhendis õpetan teile kõike, mida peate LED -ide kohta teadma.

Siin on link tasuta Android -rakendusele "LED -takisti kalkulaator": LED -takisti kalkulaator. See rakendus aitab teil arvutada LED -i jaoks vajaliku takisti väärtuse.

LED -i ajalugu

Kapten Henry Joseph Round oli raadio üks esimesi pioneere ja sai 117 patenti. Ta oli esimene, kes teatas dioodi elektroluminestsentsi vaatlusest, mis viis valgusdioodi avastamiseni. Vladimirovitš Losev täheldas valguskiirgust karborundi punkt-kokkupuutepunktidest. Raadiotehnikuna töötades märkas ta, et raadiovastuvõtjates kasutatavad kristalldioodid kiirgavad valgust, kui nende kaudu voolu juhitakse. 1927. aastal avaldas Losev Vene ajakirjas üksikasjad oma töö kohta valgusdioodidega. Paar aastat hiljem leiutas Nick Holonyak juunior 1962. aastal esimese nähtava spektri (punase) LED-i, töötades New Yorgis Syracuse'is General Electric Company laboris nõustava teadlasena.

Osade nimekiri:

• Värvilised LED -id - AliExpress
• RGB LED -id - AliExpress
• IR -valgusdioodid - AliExpress

Samm: koostis ja töö

PILT:

1. LED -i hävitamine.
2. LED -i elektroodide pealtvaade. (suurem- katood, väiksem- anood).
3. Lähivõtte anood ja LED -i katood. (LED pooleks lõigatud).
4. LED -anood ja katood eemaldati plastkestalt.

Koostis

Kõige tavalisemad LED -id koosnevad galliumist (Ga), arseenist (As) ja fosforist (P). Kaasaegsed valgusdioodid ei ole ainult GaAsP tüübid - teisi pooljuhtpruule on külluses! Neid pooljuhte kasutatakse ka mitmesugustes muudes elektroonikakomponentides.

Töötab

LED on valgusdiood, mis kiirgab P-N ristmiku dioodi. Kui LED on ettepoole suunatud, kiirgab see tavalise dioodi tekitatud soojuse asemel valgust. Kui P-N ristmik on ettepoole suunatud, ühendavad LED-i korral mõned augud N-piirkonna elektronidega ja mõned N-i elektronid P-piirkonna avaga. Iga rekombinatsioon kiirgab valgust või footoneid.

Valgusdioodidel on polaarsus ja seetõttu nad ei tööta, kui need on ühendatud tagurpidi nihkega. Lihtsaim viis tavalise LED -i polaarsuse kontrollimiseks on hoida LED -i silma lähedal. Näete, et seal on kaks elektroodi. Paksem on katood (-). Katoodist kiirgab valgust. Õhem elektrood on anood (+). [Kuigi see meetod polaarsuse kontrollimiseks ei tööta mõnede valgusdioodide puhul, nagu suure efektiivsusega LED -id jne, kus on vastupidi]. Tavaliselt toodetakse LED -e nii, et katoodi ja anoodi juhtmete pikkus erineb. Seetõttu toodetakse LED-e anoodist (+) pikema ajaga kui katoodist (-). See hõlbustab ka polaarsuse määramist. Märkus. Mõned tootjad hoiavad mõlemad elektroodijuhtmed sama pikkusega. Polaarsuse testimiseks peate kasutama multimeetrit.

2. samm: praegused ja võimsusreitingud, Haitzi seadus

PILT: LED -sümbol

Tavalised IR -valgusdioodid võivad töötada kuni ~ 1,5 V, kuid tavalised punased LED -id vajavad ~ 1,8 V, tavalised rohelised LED -id vajavad ~ 2 V ja tavalised sinised ja valged LED -id (mis on loomulikult sinised koos fosforkattega) vajavad head 3 V pinget.

LED -idel puudub pinge; nad on voolupõhised. Heledus on ligikaudu võrdeline vooluga ja mitte otseselt pingega. Igal konkreetsel voolul on neil edasipinge, kuid see on voolu suhtes sekundaarne, mis on peamine tegur, mida tuleb kontrollida.

Praegused reitingud

Ka LED -ide praegused reitingud on sarnased. LEDidel on tavaliselt tavaline voolutugevus. Enamik LED-e vajab umbes 5-25 mA. LED -i nõutav vool sõltub mõnikord LED -i värvist. Kui tarnite liigset voolu, põleb LED ja saab kahjustada. Teisest küljest, kui tarnite väga madalat voolu, ei anna LED maksimaalset väljundit. Kaasaegsed ülikerged punased/rohelised LED -id võivad anda vastuvõetava väljundi (oleku kasutamiseks jne) juba 1 mA juures

Võimsuse hinnangud

LEDidel võib olla erinev võimsus, sõltuvalt nende tüübist, ehitusest ja voolutugevusest jne. LED -id on saadaval ka suure võimsusega LED -pakettides. LED -id on vähem tõhusad kui tavalised lambid, näiteks CFL -lambid ja hõõglambid.

Haitzi seadus

Selles on öeldud, et igal kümnendil väheneb luumenite (kasuliku valguse ühiku) maksumus 10 korda ja ühe LED -paketi kohta genereeritud valguse hulk suureneb 20 -kordse valguse lainepikkuse (värvi) korral. Seda peetakse LED -i vasteks Moore'i seadusele, mis ütleb, et antud integraallülituse transistoride arv kahekordistub iga 18 kuni 24 kuu tagant. Mõlemad seadused põhinevad pooljuhtseadmete tootmise protsessi optimeerimisel.

3. samm: ehitage

PILT:

1. Põhiline LED.
2. Kupli LED.
3. SMD LED (suur).
4. SMD LED (väike).
5. Ekraani LED, mida kasutatakse 7-segmendilises kuvaris.

LED -e toodetakse erineva kuju ja suurusega. Plastist läätse värv on sageli sama, mis kiirgava valguse tegelik värv, kuid mitte alati. Näiteks infrapuna -LED -ide jaoks kasutatakse sageli lillat plastikut ja enamikul sinistel seadmetel on värvitu korpus. Kaasaegseid suure võimsusega LED-e, näiteks valgustuse ja taustvalgustuse jaoks kasutatavaid LED-e, leidub tavaliselt pinnapealsete seadmete (SMD) pakettides. Mõnel LED -il on hajutatud plastist läätsed.

Põhiline LED

Põhi -LED on üks laialdasemalt kasutatavaid LED -e. Liiga populaarsuse tõttu on selle hind võrreldes teiste LED -idega suhteliselt odavam. See näeb välja väga lihtne ja disain on väga lihtne.

Kupli LED

See on teatud tüüpi LED, mis on kujundatud nagu "kuppel". See kuju on mõeldud liiga valguse edastamise ala suurendamiseks. Teisisõnu, valgusdioodi kiirgusnurk (Circumfernce) on suurem kui baas -LED. Seda kontrollib üldiselt see, kui kaugele nad valguse kiirgaja kuplist asetavad. Spetsifikatsioonilehed annavad teile peaaegu alati "poolvõimsusnurga" (nurk telje suhtes, mille juures näete ainult poole heledust). Kui soovite palju laiemat emissiooninurka, võite kupli dremeli tööriista abil ära lõigata. Kui te hoolite, võite seejärel viilida või poleerida lõppu, kuid see pole vajalik. Mida lähemale heiteseadmele lõikate, seda laiema nurga saate. Kuid ärge lõigake liiga lähedale, sest seal on väike traat, mida tavaliselt silmaga ei näe. Kuigi seda tüüpi LED on pisut kallim kui tavaline LED.

SMD LED

Seda tüüpi LED -id on üldiselt väga väikesed. SMD tähendab pinnale paigaldatavat seadet. Ja nagu nimigi ütleb, on see valgusdiood joodetud trükkplaadi pinnale erinevalt tavapärastest „auguaukudest”. Neid LED -e joovad tavaliselt masinad (täpsed jootmisrobotid) ja neid on äärmiselt raske käsitsi joota (kuigi SMD LED -ide käsitsi jootmine pole võimatu). SMD LED -ide käsitsi jootmiseks on vaja lihtsalt peene otsaga jootekolvi, mõnda õhukest jootet, eredat valgust ja võib -olla luupi ning mõningaid häid ja täpseid jootmisoskusi.

Ekraani LED

Seda tüüpi LED -e kasutatakse peamiselt kuvarites, kuna selle kuju on tasane.

Samm: tüübid

PILT:

1. Kupli LED -id.
2. IR LED -id.
3. 7 Segment Display LED
4. Kolmevärviline LED (värvi vahetav LED).

Värviline LED

Värvilisi ja valgeid LED -e kasutatakse peamiselt indikaatorites, lampides, valgustusseadmetes jne. Need on üks levinumaid LED -e

Värvi vahetav LED (Tri/Bi Color LED)

Seda tüüpi LED -ide puhul muutub LED -i poolt eralduv värv teatud aja jooksul. Sellesse LED -i on sisse ehitatud väike integreeritud vooluahel (IC), et juhtida erinevate värvide vahetamise vahelist viivitust. Tri/bicolor LED -id ei muuda värvi, tegelikult on need kaks eraldi LED -i (sageli punane ja roheline) ühes pakendis. Te keerate üht või teist, et toota kahte värvi ja mõlemat kolmanda saamiseks.

Infrapuna (IR) LED

Seda tüüpi LED -kiirte infrapunakiirgus. Inimese silm ei näe neid infrapunakiiri. Seda tüüpi LED töötab tavaliselt 38KHz edastussagedusel. Disainer moduleerib LED -i nii, et vastuvõtja saaks seda teistest IR -allikatest eristada. LED-e moduleeritakse ka väga madalatel sagedustel, et näidata lihtsalt vilkuvat LED-i, ning sageli on neid moduleeritud suhteliselt kõrgetel sagedustel, erineva töötsükliga, et tõhusalt nende heledust juhtida. Ja siis mõningaid moduleeritakse andmete saatmiseks palju kõrgematel sagedustel (nagu näiteks kiudoptikas). Seda kasutatakse peamiselt kaugjuhtimisega ja väikese ulatusega sideseadmetes. Saate IR -LED -i testida, vaadates seda kaamera all, samal ajal kui LED -ile rakendatakse voolu. Teisisõnu, kaamerad suudavad tuvastada LED -i kiirgavaid infrapunakiiri. Kaamerad, millel pole IR -plokkfiltrit, näevad infrapuna lähedust üldiselt üsna hästi (ja kipuvad olema odavad kaamerad ja eriti turvakaamerad). Kuid tuleb mainida, et isegi mõned mobiiltelefonikaamerad ei näe IR -LED -filtreid oma IR -plokifiltri tõttu eriti hästi.

7 Segment Display LED

Seitsme segmendi kuvari LED on LED, mis koosneb 7 kuvari LED -ist, mis on ühendatud kaheksanda kujul. Seda kasutatakse kalkulaatorites, kuvarites jne. Sarnast LED -i kasutatakse ka tähestike kuvamiseks.

UV -LED

UV -LED -id kiirgavad ultraviolettkiirgust. Nendel kiirtel on mitmesuguseid rakendusi, nagu steriliseerimine, vee puhastamine jne.

Samm: LED -ide takisti kalkulaator

KUJUTISED:

1. Erinevad takistid ja LED.
2. LED -takistuskalkulaatori rakenduse logo.

Nii et kõige levinum küsimus LED -ide kohta on sobiv takisti, mida koos kasutada. Põhjust, miks takistit kasutatakse koos LED -idega, on kaitsta neid liigse voolu eest, mis võib LED -i põletada ja kahjustada. Kuid õige LED -i valimine pole nii lihtne. Miks? Kui valite väga suure takistuse, ei kiirga LED maksimaalset valgust. Ja kui teil on madal takistus, on LED -i kahjustamise võimalus.

Nii leiutati lihtne valem:

Takistus = (allika pinge - LED -pinge) / (LED -vool / 1000)

*Pidage meeles, et LED -vool on milliamperites (mA)

Selle arvutamise hõlbustamiseks saate selle tasuta Androidi rakenduse LED -vastupanu kalkulaatorit kasutada. See on rakendus, mis on loodud spetsiaalselt selle juhendi jaoks. Sellesse rakendusse lisatakse muid funktsioone ja rohkem elektroonikaga seotud funktsioone ning kalkulaatoreid. Rakenduse töötas välja BluBot Technologies. Saate tutvuda tema juhistega ja võtta temaga ühendust oma Orangeboard @Nathan Neal Dmello kaudu. Ta võtab ette ka mitmeid muid projekte rakenduste, veebisaitide, arvutiprogrammide jne arendamisel. Saate temaga ühendust võtta tema veebisaidi kaudu.

6. samm: kasutamine

PILT:

1. Teleri kaugjuhtimispult ilma nupule vajutamata.
2. Teleri kaugjuhtimispult, nupp all ja tuvastatud IR LED -välk.
3. Dome LED -riba hädaabilambist.
4. Nutitelefoni kaamera LED -välklamp.
5. Sülearvuti toiteindikaatorid.

LED -e kasutatakse kõikjal. Alates telefonivälgust, autode muusikasüsteemist, aiavalgustitest kuni teleriekraanini. Põhimõtteliselt on nende kohanemisvõime ja tõhusus andnud neile koha enamikus elektroonikaseadmetes.

Mõned kõige tuntumad kasutusalad on järgmised:

1. Valgustus.
2. Kuvab.
3. Näitajad.
4. Dekoratiivsed tuled ja esemed.
5. Pult.
6. Steriliseerimine.
7. Vee puhastamine.
8. Hambaravi ja muud meditsiinilised rakendused.

7. samm: testimine ja vooluring

PILT:

1. LED -i testimiseks kasutatav multimeeter.
2. Lihtne vooluring LED -i abil.

Testimine

Klassikaline värvide, heleduse ja polaarsuse kiirtestija on vaid 3 V liitiummündipatarei (nt CR2032). Loomulikult puudutage seda ainult lühiajaliselt madalama pingega LED -e, muidu võivad need üle kuumeneda!

Mõnda LED -i saab multimeetri abil kontrollida, et kontrollida, kas see töötab korralikult, ja järgides järgmisi samme:

1. Seadke multimeetri ketas funktsioonile „Continuity“.
2. Nüüd ühendage LED-i anood (+) multimeetri punase/positiivse/(+) sondiga ja ühendage LED-i katood (-) multimeetri musta/negatiivse/(-) sondiga.
3. Kui LED töötab, hakkab multimeeter piiksuma. Ja väärtus kuvatakse multimeetri ekraanil. Lisaks peaks LED -tuli põlema.

*LED -i testimine multimeetri järjepidevusfunktsiooni abil tavaliselt ei tööta, kuna enamik multimeetreid rakendab takistuse ja järjepidevuse testimiseks ainult madalpinget, alla 1 V. Kui see juhtub, ei tee multimeeter pidevat piiksu; see võib teha ühe lühikese piiksu. Paljudel multimeetritel on dioodide testimise funktsioon, mida tähistab dioodi sümbol, mis kehtib kogu dioodi suhtes kuni 2 V. See annab teile usaldusväärselt teada paljude valgusdioodide polaarsuse, kuid mitte tingimata kõrge edasipingega sinimustvalgeid LED -e.

Selle vooluahela abil saate testida ka LED-i ja muid komponente:- elektrooniline andurikomponentide tester

Vooluring

See on üks kõige elementaarsemaid ja mitmekülgsemaid vooluahelaid, milles saate LED -i kasutada. Alustuseks on see suurepärane vooluahela põhjus selles, et see võib kontrollida ka muude elektrooniliste komponentide või elektrooniliste andurite tööd. Samuti saate vaadata üksikasjalikku õpetust, mis aitab teil seda vooluringi teha: elektrooniline andurikomponentide tester

Tehnikavõistluse teine koht

Teine auhind õppes! Võistlust sponsoreerib Dremel