Πίνακας περιεχομένων:
2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-13 06:57
Σε αυτό το διδακτικό μιλάμε για LED - Δίοδοι Εκπομπής Φωτός και πώς μπορούμε να τις συνδέσουμε αν έχουμε πολλές μονάδες. Αυτό είναι ένα μάθημα που θα ήθελα να το ήξερα από την αρχή γιατί όταν άρχισα να ασχολούμαι με τα ηλεκτρονικά κυκλώματα έφτιαξα μερικά έργα με LED που ας πούμε θα μπορούσαν να γίνουν καλύτερα αν ήξερα τα πράγματα που θα παρουσιάσω σε αυτό το διδακτικό.
Βήμα 1: Δείτε το βίντεο
Το βίντεο περιγράφει τις διαφορετικές μεθόδους σύνδεσης με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, πράγματα που έχω μάθει ενώ κάνω τα δικά μου λάθη. Περιέχει σχηματικά παραδείγματα και όλα εξηγούνται με απλές λέξεις για να καταλαβαίνουν όλοι. Αυτά είναι τα λεπτά πράγματα που υπάρχουν στο βίντεο και τα αφήνουμε έξω από αυτό το διδακτικό για λόγους απλότητας.
Βήμα 2: Παραγγείλετε τα απαραίτητα ανταλλακτικά
Εάν σχεδιάζετε να κατασκευάσετε έργα με LED, μπορεί να χρειαστείτε κάποια LED:-) Μπορεί να έχετε ήδη κάποια, αλλά αν χρειάζεστε κάποια άλλα μπορείτε να πάρετε μια αρκετά καλή προσφορά παραγγέλνοντας κιτ ποικιλίας από το ebay ή το aliexpress. Αυτά τα πακέτα συλλογών μπορεί να έρχονται σε διαφορετικά μεγέθη και σχήματα, μπορεί να τα βρείτε με LED SMD ή LED μέσω οπών, αλλά ένα είναι σίγουρο, ότι θα περιέχουν LED διαφορετικού χρώματος, μερικές φορές ακόμη και σε διαφορετικά μεγέθη.
Έχω μια συλλογή SMD LED σε δύο μεγέθη 0603, 0805 και πέντε χρώματα: κόκκινο, πράσινο, μπλε, κίτρινο, λευκό, επειδή είναι τα μεγέθη και τα χρώματα που χρησιμοποιώ συνήθως στα έργα μου. Έχω ένα άλλο σετ συλλογής για τρύπες LED σε μεγέθη 3mm και 5mm επίσης σε πέντε χρώματα: κόκκινο, πράσινο, μπλε, κίτρινο, λευκό.
Ακολουθούν ορισμένοι σύνδεσμοι όπου μπορείτε να βρείτε αυτά τα πακέτα συλλογής:
- Amazon: Σετ LED SMD, Σετ LED μέσω οπής.
- Aliexpress: SMD LED Kit, Κιτ LED μέσω οπής.
- Ebay: SMD LED Kit, Σετ LED μέσω οπής.
Ενώ παραγγέλνετε τα LED, μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρουν μερικά εργαλεία, όπως συγκολλητικό σίδερο ή σετ κατσαβιδιών. Συνιστώ ανεπιφύλακτα το κολλητήρι TS100 και το σετ κατσαβιδιών Xiaomi Wiha. Αυτά τα δύο στοιχεία έχουν εξαιρετική σχέση τιμής/ποιότητας:
- Bangood: TS100 Soldering Iron
- Banggood: Σετ κατσαβιδιών Xiaomi Wiha
- Aliexpress: TS100 Soldering Iron
- Aliexpress: Σετ κατσαβιδιών Xiaomi Wiha
Βήμα 3: Τάση προς τα εμπρός και προς τα εμπρός ρεύμα
Ας ξεκινήσουμε μιλώντας για τάση προόδου και ρεύμα προς τα εμπρός, αυτές είναι δύο βασικές παράμετροι που πρέπει να γνωρίζετε. Ένα LED λοιπόν είναι μια δίοδος που εκπέμπει φως υπό ορισμένες συνθήκες. Θα έχει μια τάση προς τα εμπρός, η οποία είναι το επίπεδο στο οποίο η δίοδος αρχίζει να διεξάγεται. Ας πάρουμε για παράδειγμα μια πράσινη λυχνία LED που τυπικά έχει τάση προς τα εμπρός περίπου 1,9V. Η λυχνία LED θα αρχίσει να αγωγώνεται όταν η τάση στην άνοδο και την κάθοδό της είναι τουλάχιστον 1,9V. Έτσι, εάν συνδέσετε μια πηγή τάσης 1,5V σε αυτό το LED δεν θα οδηγήσει, δεν θα ανάψει. Εάν εφαρμόσετε για παράδειγμα 3V θα αρχίσει να αγωγιμοποιείται, το LED θα ανάψει.
Μόλις αρχίσει να οδηγεί το LED θα αφήσει το ρεύμα να περάσει, αλλά αν δεν υπάρχει τίποτα που να περιορίζει το ρεύμα, θα συνεχίσει να αυξάνεται, πάνω από το ονομαστικό ρεύμα προς τα εμπρός, η διασταύρωση μέσα στο LED θα λιώσει βασικά, καταστρέφοντας το LED. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο έχουμε μια παράμετρο που ονομάζεται εμπρός ρεύμα. Ο κατασκευαστής του LED θα χαρακτηρίσει το μέρος και θα αναφέρει αυτό το ρεύμα προόδου στο οποίο είναι ασφαλές να λειτουργεί το LED χωρίς να το καταστρέφετε. Μια τυπική τιμή για το ρεύμα εμπρός LED μπορεί να είναι 20mA. Μερικές φορές, αν θέλετε να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί, μπορείτε να σχεδιάσετε το κύκλωμα με ασφαλές περιθώριο Ειδικά για μια μικρή ενδεικτική λυχνία LED δεν θα χρειαστεί να περάσετε πλήρως το ονομαστικό ρεύμα.
Βήμα 4: Περιορισμός του ρεύματος με αντίσταση
Έτσι, για να περιορίσουμε το ρεύμα και να αποφύγουμε την υπέρβαση του καθορισμένου ρεύματος, μπορούμε να προσθέσουμε μια αντίσταση στο κύκλωμά μας. Για να υπολογίσουμε την αντίσταση πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τις δύο παραμέτρους που αναφέρθηκαν προηγουμένως: τάση εμπρός και ρεύμα εμπρός καθώς και την τάση τροφοδοσίας για το κύκλωμά μας.
Γνωρίζουμε ότι το LED θα πέσει 1,9V ενώ η αντίσταση θα πρέπει να ρίξει το υπόλοιπο 1,1V μέχρι την τάση τροφοδοσίας μας. Γνωρίζοντας ότι το εμπρόσθιο ρεύμα της λυχνίας LED είναι 20mA, μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή της αντίστασης χρησιμοποιώντας νόμο ωμ. R = U / I και στην περίπτωσή μας το U είναι 1,1V διαιρούμενο με 20mA, με αποτέλεσμα 55 ωμ.
Βήμα 5: Παράλληλη σύνδεση LED
Όπως μπορείτε να δείτε είναι πολύ απλό να περιορίσετε το ρεύμα και να οδηγήσετε ένα μόνο LED, αλλά τι θα συμβεί αν χρειαζόμαστε περισσότερα LED;
Θα μπορούσαμε να τα συνδέσουμε παράλληλα και να χρησιμοποιήσουμε την ίδια αντίσταση για να περιορίσουμε το ρεύμα, αλλά αντιμετωπίζουμε κάποια προβλήματα. Πρώτα λόγω των διαφοροποιήσεων στη διαδικασία κατασκευής, κάθε LED θα έχει ελαφρώς διαφορετική τάση προς τα εμπρός, αυτό σημαίνει ότι θα τραβήξει ένα ελαφρώς διαφορετικό ρεύμα που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανομοιόμορφο φωτισμό ή ακόμη και αστοχία του LED εάν κινείται πάνω από το καθορισμένο ρεύμα.
Στις σύγχρονες εφαρμογές, όπως για παράδειγμα ο οπίσθιος φωτισμός οθόνης, είναι πολύ σημαντικό να υπάρχει ομοιόμορφος φωτισμός σε όλες τις λυχνίες LED. Είναι καλύτερα λοιπόν να αποφύγετε τη σύνδεση παράλληλων LED.
Βήμα 6: Σύνδεση LED σε σειρά
Ο καλύτερος τρόπος σύνδεσης πολλαπλών LED για να έχετε το ίδιο ρεύμα οδήγησης κάθε LED θα ήταν σε σειρά. Θα συνδέσετε τα 5 LED που είχαμε νωρίτερα στη σειρά και θα τα οδηγήσετε με μια πηγή σταθερής τάσης, όπως πριν από τον περιορισμό του ρεύματος με μια αντίσταση. Και θα νομίζατε ότι το πρόβλημα λύθηκε, αλλά το πρόβλημα λύθηκε μόνο εν μέρει λόγω μιας άλλης ιδιότητας διόδων που ισχύει και για τα LED.
Η τάση προς τα εμπρός θα μειωθεί με την αύξηση της θερμοκρασίας. Εάν μειωθεί η τάση προς τα εμπρός, το ρεύμα προς τα εμπρός θα αυξηθεί, θερμαίνοντας ακόμη περισσότερο το LED. Και υπάρχει μια άλλη ιδιότητα που πρέπει να γνωρίζουμε από την εκθετική καμπύλη μεταξύ τάσης προς τα εμπρός και ρεύματος προς τα εμπρός. Αυτό μας λέει ότι με μια μικρή αλλαγή στην τάση προς τα εμπρός έχουμε μια μεγάλη αλλαγή στο ρεύμα προς τα εμπρός και αυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε αστοχία LED λόγω θερμικής φυγής.
Ο τρόπος λοιπόν που λύνουμε αυτό το πρόβλημα είναι χρησιμοποιώντας μια σταθερή πηγή ρεύματος. Αυτές τις μέρες υπάρχουν πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα ειδικά σχεδιασμένα για οδήγηση LED με σταθερό ρεύμα επειδή τα πλεονεκτήματα είναι σαφή. Κάποιος θα μπορούσε να υποστηρίξει ότι εάν έχετε LED σε σειρά, εάν κάποιο από αυτά αποτύχει, ολόκληρη η συμβολοσειρά θα είναι ανενεργή και αυτό ισχύει από ηλεκτρικό σημείο, αλλά στην πράξη, τα LED έχουν γίνει τόσο αξιόπιστα που, αν το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί σωστά, υπάρχει πολύ μικρή πιθανότητα αστοχίας ενός LED κατά τη διάρκεια ζωής
Έτσι, αυτό ήταν όλο, ελπίζω ότι αυτό το διδακτικό ήταν χρήσιμο αν ναι, αφήστε ένα σχόλιο ή πατήστε το κουμπί like ή dislike για να μου στείλετε κάποια σχόλια.