Teraz oświetlenie LED stało się bardzo popularne. Chodzi o to, że to oświetlenie jest nie tylko wystarczająco mocne, ale także opłacalne. Diody LED to diody półprzewodnikowe w powłoce epoksydowej.
Początkowo były dość słabe i drogie. Ale później do produkcji wprowadzono bardzo jasne diody biało-niebieskie. Do tego czasu ich cena rynkowa spadła. W chwili obecnej istnieją diody LED o niemal dowolnym kolorze, co było powodem ich zastosowania w różnych dziedzinach działalności. Obejmują one oświetlenie różnych pomieszczeń, podświetlenie ekranów i znaków, zastosowanie na znakach drogowych i sygnalizacji świetlnej, we wnętrzu i reflektorach samochodów, w telefonach komórkowych itp.
Opis
Diody LED zużywają mało energii elektrycznej, w wyniku czego takie oświetlenie stopniowo zastępuje istniejące wcześniej źródła światła. W wyspecjalizowanych sklepach można kupić różne przedmioty oparte na oświetleniu LED, począwszy od konwencjonalnej lampy i taśmy LED,kończąc na panelach LED. Ich wspólną cechą jest to, że ich połączenie wymaga prądu 12 lub 24 V.
W przeciwieństwie do innych źródeł światła, które wykorzystują element grzejny, ten wykorzystuje kryształ półprzewodnikowy, który generuje promieniowanie optyczne po przyłożeniu prądu.
Aby zrozumieć schematy podłączania diod LED do sieci 220 V, musisz najpierw powiedzieć, że nie można jej zasilać bezpośrednio z takiej sieci. Dlatego, aby pracować z diodami LED, należy postępować zgodnie z określoną sekwencją podłączania ich do sieci wysokiego napięcia.
Właściwości elektryczne LED
Charakterystyka prądowo-napięciowa diody LED to stroma linia. Oznacza to, że jeśli napięcie wzrośnie przynajmniej trochę, prąd gwałtownie wzrośnie, co doprowadzi do przegrzania diody LED z jej późniejszym wypaleniem. Aby tego uniknąć, musisz uwzględnić w obwodzie rezystor ograniczający.
Ale ważne jest, aby nie zapomnieć o maksymalnym dopuszczalnym napięciu wstecznym diod LED wynoszącym 20 V. A jeśli jest podłączony do sieci o odwrotnej polaryzacji, otrzyma napięcie amplitudy 315 woltów, czyli 1,41 razy więcej niż obecny. Faktem jest, że prąd w sieci 220 woltów jest naprzemienny i początkowo będzie płynął w jednym kierunku, a następnie z powrotem.
Aby zapobiec przepływowi prądu w przeciwnym kierunku, obwód przełączania diod LED powinien wyglądać następująco: dioda jest włączona w obwód. Nie przejdzie napięcia wstecznego. W takim przypadku połączenie musi być równoległe.
Inny schemat podłączenia diody LED do sieci 220wolt jest do zainstalowania dwóch diod LED tyłem do siebie.
Jeśli chodzi o zasilanie sieciowe z rezystorem gaszącym, nie jest to najlepsza opcja. Ponieważ rezystor będzie wydzielał dużą moc. Na przykład, jeśli użyjesz rezystora 24 kΩ, rozpraszanie mocy wyniesie około 3 watów. Gdy dioda jest połączona szeregowo, moc zostanie zmniejszona o połowę. Napięcie wsteczne na diodzie powinno wynosić 400 V. Gdy zaświecą się dwie przeciwległe diody, można umieścić dwa dwuwatowe rezystory. Ich opór powinien być dwa razy mniejszy. Jest to możliwe, gdy w jednej obudowie znajdują się dwa kryształy o różnych kolorach. Zwykle jeden kryształ jest czerwony, a drugi zielony.
Gdy używany jest rezystor 200 kΩ, dioda ochronna nie jest wymagana, ponieważ prąd powrotny jest mały i nie zniszczy kryształu. Ten schemat podłączenia diod LED do sieci ma jeden minus - małą jasność żarówki. Może służyć np. do oświetlenia włącznika pokojowego.
Ze względu na to, że prąd w sieci jest zmienny, zapobiega to marnowaniu energii elektrycznej na ogrzewanie powietrza za pomocą rezystora ograniczającego. Kondensator spełnia swoje zadanie. W końcu przepuszcza prąd przemienny i nie nagrzewa się.
Ważne jest, aby pamiętać, że oba półcykle sieci muszą przejść przez kondensator, aby mógł przepuścić prąd przemienny. A ponieważ dioda LED przewodzi prąd tylko w jednym kierunku, konieczne jest umieszczenie zwykłej diody (lub innej dodatkowej diody LED) w przeciwnym kierunku.równolegle do diody LED. Wtedy pominie drugą połowę okresu.
Gdy obwód do podłączenia diody LED do sieci 220 V jest wyłączony, napięcie pozostanie na kondensatorze. Czasami nawet pełna amplituda przy 315 V. Grozi to porażeniem prądem. Aby tego uniknąć, oprócz kondensatora konieczne jest również zapewnienie rezystora rozładowującego o dużej wartości, który po odłączeniu od sieci natychmiast rozładuje kondensator. Niewielka ilość prądu przepływa przez ten rezystor podczas normalnej pracy bez nagrzewania go.
Aby chronić przed pulsującym prądem ładowania i jako bezpiecznik, umieściliśmy rezystor o niskiej rezystancji. Kondensator musi być specjalny, przeznaczony do obwodu prądu przemiennego o napięciu co najmniej 250 V lub 400 V.
Schemat sekwencjonowania LED obejmuje instalację żarówki z kilku połączonych szeregowo diod LED. W tym przykładzie wystarczy jedna dioda licznika.
Ponieważ spadek napięcia na rezystorze będzie mniejszy, całkowity spadek napięcia na diodach LED należy odjąć od źródła zasilania.
Konieczne jest, aby zainstalowana dioda była zaprojektowana na prąd podobny do prądu płynącego przez diody LED, a napięcie wsteczne musi być równe sumie napięć na diodach LED. Najlepiej używać parzystej liczby diod LED i łączyć je tyłem do siebie.
W jednym łańcuchu może być więcej niż dziesięć diod LED. Aby obliczyć kondensator, należy od napięcia amplitudy sieci 315 V odjąć sumę spadku napięcia diod LED. W rezultacie znajdujemy liczbę spadającychnapięcie na kondensatorze.
Błędy połączenia LED
- Pierwszy błąd to podłączenie diody LED bez ogranicznika bezpośrednio do źródła. W takim przypadku dioda LED zawiedzie bardzo szybko z powodu braku kontroli nad ilością prądu.
- Drugim błędem jest podłączenie diod LED zainstalowanych równolegle do wspólnego rezystora. Ze względu na rozproszenie parametrów jasność diod LED będzie inna. Dodatkowo, jeśli jedna z diod ulegnie awarii, prąd drugiej diody wzrośnie, przez co może się przepalić. Tak więc, gdy używany jest pojedynczy rezystor, diody LED muszą być połączone szeregowo. Pozwala to na pozostawienie takiego samego prądu podczas obliczania rezystora i dodanie napięć diod LED.
- Trzeci błąd występuje, gdy diody LED zaprojektowane dla różnych prądów są włączane szeregowo. To powoduje, że jeden z nich słabo się pali lub odwrotnie - zużywa się.
- Czwartym błędem jest użycie rezystora, który nie ma wystarczającej rezystancji. Z tego powodu prąd płynący przez diodę LED będzie zbyt duży. Część energii przy zawyżonym napięciu prądu zamieniana jest na ciepło, co powoduje przegrzanie kryształu i znaczne skrócenie jego żywotności. Powodem tego są wady sieci krystalicznej. Jeśli napięcie prądu wzrośnie jeszcze bardziej, a złącze p-n nagrzeje się, doprowadzi to do spadku wewnętrznej wydajności kwantowej. W rezultaciejasność diody LED spadnie, a kryształ zostanie zniszczony.
- Piątym błędem jest włączenie diody LED na 220V, której obwód jest bardzo prosty, przy braku ograniczenia napięcia wstecznego. Maksymalne dopuszczalne napięcie wsteczne dla większości diod LED wynosi około 2 V, a napięcie półokresu wstecznego wpływa na spadek napięcia, który jest równy napięciu zasilania, gdy dioda LED jest wyłączona.
- Szóstym powodem jest użycie rezystora, którego moc jest niewystarczająca. Powoduje to silne nagrzewanie się rezystora i proces topienia izolacji stykającej się z jego przewodami. Wtedy farba zaczyna się palić i pod wpływem wysokiej temperatury następuje zniszczenie. Dzieje się tak, ponieważ rezystor rozprasza tylko moc, do której został zaprojektowany.
Schemat włączania silnej diody LED
Aby podłączyć mocne diody LED, musisz użyć konwerterów AC/DC, które mają stabilizowany prąd wyjściowy. Wyeliminuje to potrzebę stosowania rezystora lub układu scalonego sterownika LED. Jednocześnie możemy osiągnąć proste połączenie LED, komfortowe użytkowanie systemu i redukcję kosztów.
Zanim włączysz mocne diody LED, upewnij się, że są one podłączone do źródła zasilania. Nie podłączaj systemu do źródła zasilania, które jest pod napięciem, w przeciwnym razie diody LED ulegną awarii.
5050 diody LED Charakterystyka. Schemat połączeń
Diody LED małej mocy obejmują również diody LED do montażu powierzchniowego (SMD). Najczęściej są używane dopodświetlenie przycisków w telefonie komórkowym lub do ozdobnej taśmy LED.
5050 Diody LED (rozmiar korpusu: 5 na 5 mm) to półprzewodnikowe źródła światła, których napięcie przewodzenia wynosi 1,8-3,4 V, a natężenie prądu stałego dla każdego kryształu wynosi do 25 mA. Cechą charakterystyczną diod SMD 5050 jest to, że ich konstrukcja składa się z trzech kryształów, dzięki którym dioda LED może emitować wiele kolorów. Nazywane są diodami LED RGB. Ich korpus wykonany jest z żaroodpornego tworzywa sztucznego. Soczewka dyfuzyjna jest przezroczysta i wypełniona żywicą epoksydową.
Aby diody LED 5050 działały tak długo, jak to możliwe, muszą być połączone szeregowo z wartościami rezystancji. Aby zapewnić maksymalną niezawodność obwodu, lepiej jest podłączyć oddzielny rezystor dla każdego łańcucha.
Schematy włączania migających diod LED
Migająca dioda LED to dioda LED z wbudowanym wbudowanym generatorem impulsów. Jego częstotliwość błysków wynosi od 1,5 do 3 Hz.
Pomimo tego, że migająca dioda LED jest dość zwarta, zawiera chip generatora półprzewodnikowego i dodatkowe elementy.
Jeśli chodzi o napięcie migającej diody LED, jest ono uniwersalne i może się różnić. Na przykład dla wysokiego napięcia wynosi 3-14 woltów, a dla niskiego napięcia 1,8-5 woltów.
W związku z tym do pozytywnych właściwości migającej diody LED, oprócz niewielkich rozmiarów i zwartości sygnalizatora świetlnego, należy również szeroki zakres dopuszczalnego napięcia. Ponadto może emitować różne kolory.
W oddzielnych rodzajach flashowaniaDiody LED są wbudowane w około trzy wielokolorowe diody LED, które mają różne odstępy między błyskami.
Migające diody LED są również dość ekonomiczne. Faktem jest, że obwód elektroniczny do włączania diody LED wykonany jest na konstrukcjach MOS, dzięki czemu osobną jednostkę funkcjonalną można zastąpić migającą diodą. Ze względu na swoje niewielkie rozmiary, migające diody LED są często używane w kompaktowych urządzeniach, które wymagają niewielkich elementów radiowych.
Na schemacie migające diody LED są wskazywane w taki sam sposób jak zwykłe, jedynym wyjątkiem jest to, że linie strzałek są nie tylko proste, ale kropkowane. Symbolizują zatem miganie diody LED.
Przez przezroczysty korpus migającej diody LED widać, że składa się ona z dwóch części. Tam, na ujemnym zacisku podstawy katody, znajduje się kryształ diody elektroluminescencyjnej, a na zacisku anodowym znajduje się chip oscylatora.
Wszystkie elementy tego urządzenia są połączone za pomocą trzech złotych zworek. Aby odróżnić migającą diodę LED od normalnej wystarczy spojrzeć na przezroczystą obudowę w świetle. Widać tam dwa podłoża o tym samym rozmiarze.
Na jednym podłożu znajduje się krystaliczna kostka emitująca światło. Wykonany jest ze stopu metali ziem rzadkich. W celu zwiększenia strumienia świetlnego i skupienia oraz ukształtowania charakterystyki promieniowania zastosowano paraboliczny odbłyśnik aluminiowy. Ten reflektor w migającej diodzie LED jest mniejszy niż w normalnym. To dlatego, że w drugiej połowieobudowa zawiera podłoże z układem scalonym.
Te dwa podłoża są połączone ze sobą za pomocą dwóch mostków ze złotego drutu. Jeśli chodzi o korpus migającej diody LED, może on być wykonany z matowego lub przezroczystego plastiku rozpraszającego światło.
Z uwagi na to, że emiter w migającej diodzie LED nie znajduje się na osi symetrii ciała, do funkcjonowania równomiernego oświetlenia konieczne jest zastosowanie monolitycznego kolorowego światłowodu rozproszonego.
Przezroczystą obudowę można znaleźć tylko w migających diodach LED o dużej średnicy, które mają wąski wzór promieniowania.
Migający generator LED składa się z głównego oscylatora o wysokiej częstotliwości. Jego praca jest stała, a częstotliwość wynosi około 100 kHz.
Wraz z generatorem wysokiej częstotliwości działa również dzielnik elementów logicznych. On z kolei dzieli wysoką częstotliwość do 1,5-3 Hz. Powodem zastosowania generatora wysokiej częstotliwości z dzielnikiem częstotliwości jest to, że działanie generatora niskiej częstotliwości wymaga kondensatora o największej pojemności dla obwodu taktowania.
Doprowadzenie wysokiej częstotliwości do 1-3 Hz wymaga obecności dzielników na elementach logicznych. I można je dość łatwo zastosować na małej przestrzeni kryształu półprzewodnikowego. Na podłożu półprzewodnikowym, oprócz dzielnika i głównego oscylatora wysokiej częstotliwości, znajduje się dioda ochronna i przełącznik elektroniczny. Ograniczającyrezystor jest wbudowany w migające diody LED, które są przystosowane do napięcia od 3 do 12 woltów.
Migające diody LED niskiego napięcia
Jeśli chodzi o niskonapięciowe migające diody LED, nie mają one rezystora ograniczającego. Gdy zasilanie jest odwrócone, wymagana jest dioda ochronna. Jest to konieczne, aby zapobiec awarii mikroukładu.
Aby wysokonapięciowe migające diody LED działały przez długi czas i działały płynnie, napięcie zasilania nie powinno przekraczać 9 woltów. Jeśli napięcie wzrośnie, wzrośnie rozpraszanie mocy migającej diody LED, co doprowadzi do nagrzewania się kryształu półprzewodnikowego. Następnie, z powodu nadmiernego nagrzewania, zacznie się degradacja migającej diody LED.
Gdy konieczne jest sprawdzenie stanu migającej diody LED, aby zrobić to bezpiecznie, można użyć baterii 4,5 V i rezystora 51 omów połączonego szeregowo z diodą LED. Moc rezystora musi wynosić co najmniej 0,25 W.
Instalacja diod LED
Instalacja diod LED to bardzo ważna kwestia, ponieważ jest bezpośrednio związana z ich żywotnością.
Ponieważ diody LED i mikroukłady nie lubią elektryczności statycznej i przegrzewania, konieczne jest jak najszybsze lutowanie części, nie dłużej niż pięć sekund. W takim przypadku musisz użyć lutownicy o małej mocy. Temperatura końcówki nie powinna przekraczać 260 stopni.
Podczas lutowania można dodatkowo użyć pęsety medycznej. Pęsety LEDjest zaciśnięty bliżej obudowy, dzięki czemu podczas lutowania powstaje dodatkowe odprowadzanie ciepła z kryształu. Aby nogi diody nie pękły, nie wolno ich zbytnio zginać. Powinny pozostawać równolegle do siebie.
Aby uniknąć przeciążenia lub zwarcia, urządzenie musi być wyposażone w bezpiecznik.
Schemat płynnego włączania diod LED
Schemat miękkiego włączania i wyłączania LED jest popularny między innymi, a właściciele samochodów, którzy chcą tuningować swoje samochody, są nim zainteresowani. Ten schemat służy do oświetlania wnętrza samochodu. Ale to nie jedyne zastosowanie. Jest również używany w innych obszarach.
Prosty obwód miękkiego startu LED składałby się z tranzystora, kondensatora, dwóch rezystorów i diody LED. Należy wybrać takie rezystory ograniczające prąd, które mogą przepuszczać prąd 20 mA przez każdy ciąg diod LED.
Obwód płynnego włączania i wyłączania diod LED nie będzie kompletny bez kondensatora. To on pozwala jej zbierać. Tranzystor musi mieć strukturę p-n-p. A prąd na kolektorze nie powinien być mniejszy niż 100 mA. Jeśli obwód miękkiego startu LED jest zmontowany prawidłowo, to na przykładzie oświetlenia wnętrza samochodu diody LED zaświecą się płynnie w ciągu 1 sekundy, a po zamknięciu drzwi zgasną płynnie.
Naprzemienne włączanie diod LED. Schemat
Jeden z efektów świetlnych wykorzystujących diody LED włącza je jeden po drugim. Nazywa się to ciągłym ogniem. Taki schemat działa z autonomicznego źródła zasilania. W jego konstrukcji zastosowano konwencjonalny przełącznik, który zasila kolejno każdą z diod LED.
Rozważ urządzenie składające się z dwóch mikroukładów i dziesięciu tranzystorów, które razem tworzą główny oscylator, sam kontrolują i indeksują. Z wyjścia oscylatora głównego impuls jest przesyłany do jednostki sterującej, która jest również licznikiem dziesiętnym. Następnie napięcie jest przykładane do bazy tranzystora i otwiera ją. Anoda diody LED jest połączona z dodatnim biegunem źródła zasilania, co prowadzi do świecenia.
Drugi impuls tworzy logiczną jednostkę na następnym wyjściu licznika, a na poprzednim wyjściu pojawi się niskie napięcie i zamknie tranzystor, powodując wyłączenie diody LED. Wtedy wszystko dzieje się w tej samej kolejności.
