Powszechne stosowanie diod LED rozpoczyna się w połowie lat 60. ubiegłego wieku. Od tego czasu urządzenie to przeszło wiele zmian. A dziś, gdy ceny diod LED znacznie spadły, ich popularność wśród konsumentów znacznie wzrosła. Oświetlenie realizowane za pomocą diod LED wyprzedza o dziesięć kroków żarówki i świetlówki – są one wielokrotnie bardziej ekonomiczne, niezawodne i trwałe.
Co to jest dioda LED i jak działa
Dioda LED to urządzenie, które wykorzystuje właściwości złącza p-n i emituje fotony, przekształca prąd elektryczny w promieniowanie świetlne, co ma miejsce w przypadku odwrotnej kombinacji elektronów i dziur w obszarze złącza p-n. Oznacza to, że warunkiem koniecznym do podłączenia diod LED w celu wytworzenia poświaty jest złącze p-n, które jest stykiem dwóch półprzewodników o różnych rodzajach przewodności. Do tych celówkryształy półprzewodnikowe są traktowane z jednej strony zanieczyszczeniami akceptorowymi, az drugiej strony zanieczyszczeniami donorowymi. W tym przypadku do emisji światła niezbędna jest bliskość energii kwantów światła zakresu widzialnego z pasmem wzbronionym aktywnego obszaru diody LED. Ponadto kryształ musi zawierać pomijalnie małą liczbę defektów, przez co odwrotna kombinacja elektronów i dziur w rejonie złącza p-n zachodzi bez promieniowania.
Jak się połączyć?
Podłączenie diod LED podlega ścisłemu przestrzeganiu polaryzacji. W tym celu wyjścia diod LED mają odpowiednie nazwy: anoda i katoda. Odpowiednio - plus i minus.
Dioda LED może emitować poświatę tylko wtedy, gdy jest bezpośrednio włączona. Po ponownym włączeniu trwale zawodzi.
Ponieważ dioda LED może emitować światło tylko przy określonych wartościach napięcia i prądu, na schemacie okablowania należy wprowadzić opór ograniczający.
Jak podłączyć diodę LED do 220V?
Jak to możliwe? Podłączenie diody LED do źródła prądu o napięciu 220 V wcale nie jest tak proste, jak mogłoby się wydawać. Istota problemu tkwi w charakterystyce technicznej urządzenia, którego działanie opiera się na zasadzie przepuszczania prądu przez kryształy, w wyniku czego zaczynają wytwarzać poświatę. Do spełnienia tej zasady potrzebne jest jeszcze jedno urządzenie - sterownik, którego zadaniem jest sterowanie dopływem prądu do kryształu. Jednocześnie sterownik ogranicza ją do ilości wymaganej dla konkretnych modeli zastosowanych diod LED.
W przeciwnym raziepodłączenie diod LED odbywa się bezpośrednio do napięcia 220 V i jest stosowane, gdy dioda LED powinna wyglądać jak wskaźnik niskiego poboru mocy i gdy w połączenie zaangażowanych jest tylko jeden lub kilka elementów. W większości przypadków dioda LED służy jako źródło światła i jest podłączona poprzez sterownik, który posiada już wszystkie niezbędne parametry do normalnej pracy urządzenia.
Dioda LED nie będzie świecić, jeśli przyłożone do niej napięcie jest mniejsze niż wymagana wartość. Z drugiej strony, jeśli takie napięcie przekroczy pożądaną wartość, urządzenie ulegnie awarii. Aby uniknąć takich przypadków, do podłączenia diody LED używany jest rezystor ograniczający prąd.
Przybliżony schemat podłączenia sterownika do dekoracyjnego oświetlenia LED pokazano poniżej.
Główną cechą sterownika jest konwersja prądu zmiennego płynącego w konwencjonalnym gniazdku domowym, w wyniku czego do diody LED dostarczany jest prąd stały.
Szeregowe połączenie diod LED
Połączenie takich urządzeń ma swoje własne cechy. Łączenie kilku diod na raz najlepiej wykonać szeregowo. To połączenie zmniejszy zużycie energii i pozwoli na jednoczesne podłączenie dużej liczby. Ale jednocześnie wszystkie diody LED połączone szeregowo muszą być tego samego typu, a zasilacz musi mieć wystarczającą moc i być w stanie zapewnić wymagane napięcie.
Podłączanie diod LED zgodnie z tą zasadą jest dość proste. Diody są połączone szeregowo. Uderzającym przykładem takiego połączenia jest zwykła girlanda choinkowa.
Połączenie Arduino LED
Jak rozwiązać problem, aby dioda LED włączała się i wyłączała w odstępie 1 sekundy? Może nam w tym pomóc tzw. szkic - program stworzony w środowisku Arduino. Arduino to projektant elektroniki i wygodna platforma, która stała się najczęściej używana wśród entuzjastów elektroniki, ponieważ system ten jest dość prosty i łatwy w użyciu. Urządzenia oparte na Arduino mogą sterować różnymi elementami wykonawczymi. W szczególności dioda LED.
Poniższy rysunek przedstawia schemat podłączenia diody LED do kontrolera Arduino, na którym urządzenie jest podłączone do ósmego wyjścia. Fakt ten należy wziąć pod uwagę podczas programowania, ustawiając niezbędne parametry.
Połączenie równoległe
Równoległe połączenie diod LED jest szeroko stosowane przez ludność w życiu codziennym - w dowolnym wyświetlaczu LED lub matrycy LED.
Diody LED mają technologiczne rozbieżności w wartości bezpośredniej redukcji napięcia. W związku z tym przepłyną przez nie różne prądy. W tym przypadku intensywność światła również będzie się zmieniać, co ludzkie oko odbiera jako inną jasność. Z tego powodu prądy muszą być wyrównane za pomocą rezystorów balastowych.
Rysunek przedstawia schemat połączeń równoległychDiody w jeden sposób. Jednocześnie opcja „a” jest błędna, nie zaleca się jej stosowania w praktyce. Prawidłowa opcja „b” dotyczy rezystorów balastowych.
Własne połączenie
Połączenie LED typu „zrób to sam” musi być wykonane zgodnie ze wszystkimi zasadami. Do połączenia konieczne jest użycie małych przewodów, ponieważ rezystancja takiego przewodu będzie prawie równa rezystancji diod LED. W tym przypadku doświadczenie pokazuje, że napięcie spada w zależności od długości przewodu. Z tego powodu zasilacze znajdują się w pobliżu urządzeń LED. Lub stosują zasilacze do diod LED o napięciu wyjściowym 24 V, 36 V lub 48 V. Z kolei producenci taśm LED produkują je na różne napięcia:
Podłączenie do 1,5 V. Przy tym połączeniu diody LED, których napięcie pracy w większości przypadków przekracza 1,5 V, wymagają zasilania co najmniej 3,2 V. W tym przypadku do podłączenia na rezystorze stosuje się generator blokujący, tranzystor i transformator
- Podłącz do 5 V. To połączenie diody LED polega na podłączeniu rezystora o rezystancji w zakresie 100-200 omów.
- Podłącz do 9 V. Ten zasilacz jest niezwykle rzadko używany do podłączania diod LED. Najczęściej trzy diody są połączone szeregowo z prądem roboczym 20 mA.
- Połączeniedo 12 V. Obejmuje określenie typu urządzenia, znalezienie prądu znamionowego, napięcia i poboru mocy. W przypadku takiego połączenia konieczne jest zastosowanie rezystora, który umieszcza się na dowolnej części obwodu elektrycznego.
- Podłączenie do 220 V. Przy tym połączeniu konieczne jest ograniczenie poziomu prądu przepływającego przez diodę LED, a także obniżenie poziomu napięcia wstecznego diody LED, ponieważ tylko w ten sposób będzie to możliwe, aby zapobiec awarii. Poziom prądu jest ograniczony przez rezystory, kondensatory lub cewki indukcyjne.
Skupmy się na podłączeniu do sieci 220 V.
Zasada łączenia się z wysokimi stawkami
Jak podłączyć diodę LED do sieci 220 V? Jak już wspomniano, do optymalnego montażu urządzenia potrzebny jest sterownik, ponieważ do wykonania takiego połączenia i zapewnienia stabilnej pracy urządzeń konieczne jest również zmniejszenie amplitudy napięcia oraz zmniejszenie natężenia prądu jak przekonwertować napięcie AC na DC. Dzielnik, który ma rezystor lub obciążenie pojemnościowe, a także różne stabilizatory, może pomóc rozwiązać ten problem.
Włącznik lampy
Jak jest podłączony przełącznik LED? Dla nas wyłącznik elektryczny w mieszkaniach od dawna nie był ciekawostką. Jednak postęp nie stoi w miejscu, a producenci sprzętu oświetleniowego ulepszyli już przełączniki, do których jesteśmy przyzwyczajeni, zapewniając im podświetlenie LED. Takiurządzenia zapewniają ich podświetlenie, gdy są wyłączone. W ciągu dnia taka poprawa jest oczywiście niezauważalna. Ale w nocy ten pozornie drobiazg jest niezwykle istotny. Podłączenie przełącznika z diodą LED nie jest trudnym zadaniem, ponieważ odbywa się zgodnie z bardzo prostym schematem. Jednak środki ostrożności wymagają przestrzegania pewnych niuansów.
Jak widać na przedstawionym schemacie, urządzenie składa się tylko z dwóch elementów - rezystora ograniczającego prąd i właściwie źródła światła. Złożoność i swoisty paradoks polega na tym, że dioda LED umieszczona jest w wyłączniku 220 V AC. Jednocześnie sama dioda LED jest zaprojektowana na stałe napięcie od 2 do 12 V. Jednak gdy siła prądu jest znacznie większa niż ta część obwodu łączącego jest w stanie przejść, nadmiar energii jest zamieniany na ciepło. A gdyby nie było rezystora przed diodą LED, przepływający przez nią prąd po prostu wyparowałby kryształ diody. Chodzi o rezystor, który odcina większość prądu.
Algorytm pracy
Podłączenie diody LED w przełączniku odbywa się w kilku etapach:
- Całkowite wyłączenie zasilania.
- Demontaż przełącznika, podłączamy elementy do jego zacisków zgodnie z powyższym schematem.
- W panelu przełączników za pomocą cienkiego wiertła wywierć otwór na wyjście diody LED.
- Montaż przełącznika.
- Przywracanie zasilania.
- Korzystanie z urządzenia.
