Led Hakkında Bilgi
Işık Yayan Diyotlar (LED'ler)
LED'ler çevremizde: Telefonlarımızda, arabalarımızda ve hatta evlerimizde. Herhangi bir elektronik ışık yanarsa, arkasında bir LED var demektir. Çok çeşitli ölçülerde, şekillerde ve renklerde bulunurlar, ancak neye benzediğine bakmaksızın ortak noktalar vardır: elektroniklerin pastırmasıdır. Geniş çapta herhangi bir projeyi daha iyi hale getirmek için söylenirler ve çoğunlukla olası olmayan şeylere eklenirler (herkesin zevkine).
Ancak, pastırmanın aksine, onları pişirdikten sonra iyi değildirler. Bu kılavuz, herhangi bir kazara LED mangalını önlemenize yardımcı olacaktır! İlk iş olsa da, ilk önce. Tam olarak ne olduğunu bu LED şey herkes bahsediyor?
LED'ler ("el-ee-dees"), elektrik enerjisini ışığa dönüştüren özel bir diyot türüdür. Aslında, LED "Işık Yayan Diyot" u (teneke ne diyor ne yapar!) Temsil eder. Ve bu, diyot ve LED şematik sembolleri arasındaki benzerliğe yansıtılır:
Kısacası, LED'ler küçük ampuller gibidir. Bununla birlikte, LED'ler, karşılaştırma yaparak ışıklandırmak için çok daha az güç gerektirir. Ayrıca daha enerji verimli oldukları için geleneksel elektrik ampulleri gibi sıcak olmaya meyilli değildirler (enerjiyi gerçekten pompaladığınız sürece). Bu, onları mobil cihazlar ve diğer düşük güç uygulamaları için ideal kılar. Yine de onları yüksek güç oyunlarından yok saymayın. Yüksek yoğunluklu LED'ler aksan aydınlatması, spot ışıkları ve hatta otomobil farları için yollarını buldu!
Özlem halen alıyor musun? LED'leri her şeye koymak için özlem var mı? İyi, sopa sopa biz nasıl göstereceğim!
Önerilen Kaynaklar
İşte bu yazıda ele alınacak diğer bazı konular. Eğer bunlardan herhangi birine aşina değilseniz, daha ileri gitmeden önce lütfen ilgili öğreticiye bir göz atın.
Dolayısıyla, her şeye LED yerleştirmeniz gereken makul sonuca vardınız. Etrafınıza gelirsiniz diye düşündük. Kural kitabı üzerinde gidelim:
1) Polarite Önemlidir
Elektronikte polarite , devre bileşeninin simetrik olup olmadığını gösterir. Diyot olan LED'ler, yalnızca bir yönde akımın akmasına izin verir. Ve akım akışı olmadığında, ışık yok. Şans eseri, bu da bir LED'yi geriye takarak kıramayacağınız anlamına gelir. Aksine, işe yaramaz.
LED'in pozitif tarafına "anot" denir ve daha uzun bir "kurşun" ya da bacak ile işaretlenir. LED'in diğer negatif tarafı "katot" olarak adlandırılır. Akım, anottan katottan akar ve ters yönde asla akmaz. Ters bir LED, akımın tamamını bloke ederek tüm devrenin düzgün çalışmasını önleyebilir. Bir LED ekleyerek devreyi kırarsan acele etmeyin. Çevirmeyi deneyin.
2) Moar Akımı Moar Light'a Eşdeğerdir
Bir LED'nin parlaklığı doğrudan ne kadar akım çektiğine bağlıdır. Bu iki şey demektir. Ekstra parlaklık, kullanılan ekstra güçten kaynaklandığından, ilk süper parlak LED'lerin pilleri daha çabuk boşaltır. İkincisi, bir LED'in parlaklığını, içinden geçen akım miktarını kontrol ederek kontrol edebilmenizdir. Ancak, akımınızı azaltmanın tek nedeni ruh halini ayarlamak değildir.
3) Çok fazla güç gibi bir şey var
Doğrudan bir akım kaynağına bir LED bağlarsanız, çizmesine izin verilen kadar enerji dağıtmaya çalışır ve eski enerjisinin kahramanları gibi kendisini de yok edecektir. Bu nedenle LED boyunca akan akım miktarını sınırlamak önemlidir.
Bunun için direnç kullanıyoruz . Dirençler devredeki elektron akışını sınırlar ve LED'nin çok fazla akım çekmeye çalışmasını önler. Endişelenmeyin, yalnızca en iyi direnç değerini belirlemek için biraz basit bir matematik gerekir. Bu konuda herşeyi direnç eğitimimizden öğrenebilirsiniz !
Bu matematikin sizi korkutmasına izin vermeyin, işleri çok kötü karıştırmak aslında oldukça zor. Bir sonraki bölümde, hesap makinenizi almadan nasıl bir LED devresi yapacağınızı inceleyeceğiz.
Matematiksiz LED'ler
Bir veri sayfasını okumak hakkında konuşmadan önce, bazı LED'ler kuralım. Sonuçta, bu bir LED öğretici değil, bir okuma öğreticisi.
Aynı zamanda bir matematik öğreticisi değil, bu nedenle LED'lerin çalışması için size birkaç temel kural getirelim. Muhtemelen son bölümdeki bilgilerden bir araya getirdikçe, bir pil, bir direnç ve bir LED gerekecektir. Güç kaynağımız olarak bir pil kullanıyoruz, çünkü bulmaları kolay ve tehlikeli miktarda akım tedarik edemiyorlar.
Bir LED devresi için temel şablon oldukça basit, sadece pil, direnç ve LED'i seri bağlayın. Bunun gibi:
Çoğu LED için iyi bir direnç değeri 330 Ohm'dur. Eğer ihtiyacınız olan tam değerini belirlemek yardımcı olmak için son bölümündeki bilgileri kullanabilirsiniz, ancak bu LED'ler ise olmadan matematik ... Yani, yukarıdaki devrenin içine 330 Ohm direnç haşhaş başlamak ve ne olduğunu görün.
Dirençler hakkında ilginç olan şey, fazladan gücü ısı olarak dağıtacakları için, bu nedenle ısınan bir direnciniz varsa, muhtemelen daha küçük bir dirençle gitmeniz gerekiyor. Ancak direnciniz çok küçükse, LED'i yakma riskini yaşarsınız! Oynamak için bir avuç LED ve dirençiniz olduğu göz önüne alındığında, LED devrenizi deneme yanılma ile tasarlamanıza yardımcı olacak bir akış şeması aşağıda verilmektedir:
Bir LED'i aydınlatmanın diğer bir yolu, sadece bir madeni para piline bağlamaktır! Madeni para hücresi, LED'e zarar vermek için yeterli miktarda akım kaynağı oluşturamadığından bunları doğrudan birbirine bağlayabilirsiniz! LED'in kabloları arasına bir CR2032 madeni para hücresini itin . LED'in uzun ayağı, "+" işaretli olan pilin yan tarafına dokunmalıdır. Artık bazı şeritleri her şeyin etrafına sarabilir, bir mıknatıs ekleyebilir ve eşyalara yapıştırabilirsiniz! Atışlar için olsun !
Tabii ki, deneme yanılma yaklaşımıyla mükemmel sonuçlar almazsan, her zaman hesap makinenle çıkıp matematik yapabilirsin. Endişelenmeyin, devreniz için en iyi direnç değerini hesaplamak zor değildir. Ama en iyi direnç değerini bulabilmeniz için LED için en uygun akımı bulmanız gerekecek. Bunun için veri sayfasına rapor vermemiz gerekecek ...
Ayrıntıları Al
Herhangi bir garip LED'i devrelerinize takmayın, bu sadece sağlıklı değildir. Önce onları tanımak için. Ve veri sayfasını okumaktan daha iyi.
LED Dalga Boyu
Bu masadaki ikinci sıra bize ışığın dalga boyunu anlatıyor. Dalga boyu temelde ışığın hangi renkte olduğunu açıklayan çok kesin bir yöntemdir. Bu sayıda bazı değişiklikler olabilir, böylece tablo bize minimum ve maksimum verir. Bu durumda, 620 ila 625 nm, sadece spektrumun alttaki kırmızı ucunda (620 ila 750 nm) bulunur. Yine, derin bölümleri inceleyerek dalga boyunu daha ayrıntılı inceleyeceğiz .
LED Parlaklık
Son satır ("Işıklı Yoğunluk" etiketli), LED'in ne kadar parlak olabileceğinin bir ölçüsüdür. Birim mcd veya millicandela , bir ışık kaynağının yoğunluğunu ölçmek için standart bir birimdir. Bu LED'in maksimum yoğunluğu 200 mcd'dir, bu da dikkati çekmek için yeterince parlak ancak flaşın parlak olmadığı anlamına gelir. 200 mcd'de, bu LED iyi bir gösterge yapar.
Görüş açısı
Sonra, LED'in görüş açısını temsil eden bu fan şekilli grafiğimiz var. Farklı stillerdeki LED'ler, ışığın çoğunu tek bir yerde yoğunlaştırmak ya da olabildiğince geniş bir alana yaymak için mercekleri ve reflektörleri içerecektir. Bazı LED'ler, fotonları her yönde pompalayan fener lambaları gibidir; Diğerleri öylesine yönlendiricidir ki, onlara düz bakmadığınız sürece açık olduklarını söyleyemezsiniz. Grafiği okumak için, LED'in altında dik durduğunu düşünün. Grafiğin üzerindeki "parmaklıklar" görüş açısını temsil eder. Dairesel çizgiler, maksimum yoğunluğun yüzdesine göre yoğunluğu temsil eder. Bu LED çok sıkı bir görüş açısına sahiptir. LED'de düz bir şekilde bakmanın en parlak olduğunda ne olduğunu görebilirsiniz, çünkü 0 derecede mavi çizgiler en dıştaki daire ile kesişir. % 50 görüş açısını elde etmek için, ışığın yarı yoğun olduğu açı, mavi çizgiyle kesişene kadar grafiğin etrafındaki% 50 çevresini takip edin, ardından açıyı okumak için en yakın konuşmayı takip edin. Bu LED için% 50 görüş açısı yaklaşık 20 derecedir.
Boyutlar
Sonunda, mekanik çizim. Bu resim aslında LED'i bir kasaya monte etmek için ihtiyaç duyacağınız tüm ölçümleri içerir! Çoğu LED gibi, bunun da alt kısmında küçük bir flanş bulunduğuna dikkat edin. Bu, bir panele monte etmek istediğinizde kullanışlıdır. LED gövdesi için mükemmel bir delik açmanız yeterlidir ve flanş düşmeye devam eder!
Veri sayfasını nasıl çözeceğini bildiğinize göre, vahşi doğada karşılaşabileceğiniz ne tür fantezi LED'ler göreceğiz ...
LED Türleri
Tebrikler, temelleri biliyorsunuz! Belki ellerinizi birkaç LED'le bile ele geçirdiniz ve aydınlatma işlemlerine başladınız, bu harika! Şaşkın oyunu nasıl başlatmak istersiniz? Hayal etmekten bahsedelim.
İşte karakterlerin gösterimi:
RGB (Kırmızı-Yeşil-Mavi) LED'ler aslında birinde üç LED'tir! Ancak bu, yalnızca üç renkte yapabileceği anlamına gelmez. Kırmızı, yeşil ve mavi, katkı ana renkleridir; gökkuşağının her rengini oluşturmak için her birinin yoğunluğunu kontrol edebilirsiniz. Çoğu RGB LED'in dört pimi vardır: her renk için bir tane ve ortak bir pin. Bazılarında , ortak pim anottur ve diğerlerinde ise katottur .
Bazı LED'ler diğerlerinden daha akıllıdır. Örneğin yanıp sönen LED'i kullanın. Bu LED'lerin içinde aslında LED'in herhangi bir dış denetleyicisiz yanıp sönmesine izin veren bir entegre devre var. Sadece güç verin ve izleyin! Bu, biraz daha fazla işlem yapmak istediğiniz projeler için harika, ancak kontrol devresi için yeriniz yok. Binlerce renk arasından dönen RGB yanıp sönen LED'ler bile var!
SMD LED'leri , belirli bir tür LED değil, bir paket türüdür. Elektronikler gittikçe küçülürken, üreticiler daha küçük bir alanda daha fazla bileşen sıkıştırmayı öğrendi. SMD (Yüzey Montaj Aygıtı) parçaları standart muadillerinin küçük versiyonlarıdır. SMD LED'leri, oldukça büyükten küçük bir pirinç türüne kadar çeşitli boyutlarda üretilmektedir! Çünkü onlar çok küçüktür ve bacaklar yerine yastıkları vardır, çalışmak kolay değildir, ancak eğer sıkı iseniz onlar sadece doktorun emri olabilir.
Luxeon ve CREE gibi üreticilerin sunduğu yüksek güçlü LED'ler çılgınca aydınlıktır. Genel olarak, bir LED, 1 Watt'lık veya daha fazla gç tüketmesi durumunda Yüksek Gç olarak kabul edilir. Bunlar, gerçekten güzel el fenerlerinde bulabileceğiniz muhteşem LED'lerdir. Bunların dizileri, spot lambalar ve otomobil farları için bile yapılabilir. Çünkü LED'le pompalanan güç çok fazla, bunlar genellikle soğutucu gerektiriyor. Bir soğutucu, temel olarak, mümkün olduğu kadar çevre atmosfere çok fazla atık ısı iletmek olan çok sayıda yüzey alanı olan ısı ileten metal parçacıktır. Yüksek Güç LED'leri çok fazla atık ısı üretebilir, bu nedenle uygun soğutmadan kendilerine zarar verirler. Ancak "atık ısı" teriminin sizi aldatmasına izin vermeyin, ancak bu cihazlar geleneksel ampullere kıyasla inanılmaz derecede etkilidir.
Normal görünür spektrumun dışına ışık yayan LED'ler bile vardır. Muhtemelen kullanmak Kızılötesi LED'ler , örneğin her gün. Görünmeyen ışık biçiminde küçük bilgi parçalarını göndermek için TV uzaktan kumandaları gibi şeylerde kullanılırlar! Yelpazenin diğer ucunda Ultraviyole LED'ler de alabilirsiniz . Ultraviyole LED'ler, bir blacklight gibi belirli malzemeleri floresan haline getirir! Ayrıca yüzeylerin dezenfekte edilmesi için de kullanılır, çünkü birçok bakteri UV radyasyona duyarlıdır.
Bunun gibi süslü LED'leri kullanımınıza sunduğunuzda, herhangi bir şey aydınlatılmamak için mazeret yoktur. Bununla birlikte, LED bilgisi için susuzluğunuz kaybolmazsa, okumaya devam edin ve LED'lerdeki, renklerdeki ve ışık yoğunluğundaki en ufak ayrıntıya girelim!
Derinleştirmek Derinleştirmek
Yani 101 LED'lerden mezun oldunuz ve daha fazlasını mı istiyorsunuz? Merak etme, elimizde daha fazla var. LED'lerin kene, err ... yanıp sönmesini sağlayan şeyin arkasındaki bilimden başlayalım. Zaten LED'lerin özel bir diyot çeşidinden bahsettik, ancak bunun ne anlama geldiğine biraz daha derinlemesine inceleyelim:
Bir LED olarak adlandırdığımız şey aslında LED ve birlikte paketleme, ancak LED'in kendisi aslında küçücük! Yük taşıyıcıları için bir sınır oluşturan saf olmayan maddelerle doping edilmiş bir yarı iletken malzeme yongasıdır . Akım yarı iletkene aktığında, bu sınırın bir tarafından diğerine atlar ve süreçte enerjiyi serbest bırakır. Çoğu diyottaki enerji, ısı olarak bırakır; ancak LED'lerde bu enerji hafif olarak tüketilir!
Işık dalgaboyu ve dolayısıyla renk, diyot oluşturmak için kullanılan yarı iletken malzemenin türüne bağlıdır. Bunun nedeni, yarı iletkenlerin enerji bandı yapıları malzemeler arasında farklılık gösterdiğinden, fotonlar farklı frekanslarla yayılıyor. İşte frekansa göre ortak LED yarı iletkenleri tablosu:
Işık dalga boyu yarıiletken band aralığına bağlı iken, yoğunluk diyottan itilen güç miktarına bağlıdır. Bir önceki bölümde ışık yoğunluğundan biraz bahsettik, ancak bir şeyin ne kadar parlak olduğunu gösteren bir sayı koymaktan daha fazlası var.
Işık yoğunluğunu ölçen birime candela denir, ancak tek bir LED'in yoğunluğundan bahsederken genellikle millikandela aralığındasınızdır. Bu birimle ilgili ilginç olan şey, gerçekten ışık enerjisi miktarının ölçüsü değil, gerçek parlaklık ölçüsüdür. Bu, belirli bir yönde yayılan gücü alarak ve ışığın parlaklık fonksiyonuyla bu sayıya ağırlık vererek elde edilir. İnsan gözü, bazı dalga boylarındaki ışığa diğerlerinden daha duyarlıdır ve parlaklık fonksiyonu, bu duyarlılığı hesaplayan standart bir modeldir.
LED'lerin aydınlık içgörü, onlarca ila on binlerce milikandale arasında değişebilir. TV'nizdeki gç ışığı muhtemelen yaklaşık 100 mcd, buna karşılık iyi bir el feneri 20.000 mcd olabilir. Birkaç bin millikandale kıyasla daha parlak bir şeye bakmak acılı olabilir; Denemek yok.
İleri Voltaj Düşmesi
Oh, Ben de Forward Voltage Drop kavramı hakkında konuşacağımıza söz verdim. Veri sayfasını incelediğimizde, tüm LED'lerin İleri Voltajının birlikte sistem voltajını aşamadığını belirttiğimizi hatırlıyor musun? Devrenizdeki her bileşen sahip olmasıdır paylaşmak gerilim ve her parçası birbirine kullanan gerilim miktarı her zaman kullanılabilir miktarı eşit olacaktır. Buna Kirchhoff'un Gerilim Yasası denir . Dolayısıyla, 5V'luk bir güç kaynağınız varsa ve LED'lerinizin her birinin 2,4 V'luk bir gerilim düşüşü varsa, o zaman bir seferde ikiden fazla elektrik veremezsiniz.
Kirchhoff Kanunları ayrıca, diğer parçaların İleri Voltajına dayalı olarak belirli bir bölümdeki gerilimi yaklaşık olarak elde etmek isterseniz kullanışlıdır. Örneğin, verdiğim örnekte her biri 5V'lik bir besleme ve 2 adet 2.4V İleri Gerilim Düşümü olan LED'ler var. Elbette bir akım sınırlayıcı direnç de eklemek isteriz, değil mi? Bu direncin voltajını nasıl bulurdunuz? Bu kolay:
5 (Sistem Voltajı) = 2.4 (LED 1) + 2.4 (LED 2) + Direnç
5 = 4.8 + Direnç
Direnç = 5 - 4.8
Direnç = 0.2
Yani rezistör boyunca .2V var! Bu basitleştirilmiş bir örnektir ve bu her zaman kolay değildir, fakat umarım bu, İleri Gerilim Düşümünün neden önemli olduğunu size sunar. Kirchhoff Yasalarından türetilen gerilim numarasını kullanarak, Ohm Kanunu'nu kullanarak bir bileşendeki akımı belirlemek gibi şeyleri yapabilirsiniz. Kısacası, sistem voltajınızı kombine devre bileşenlerinizin beklenen ileri voltajına eşit olmasını istersiniz.