LED svetoforini qayta jihozlash: 9 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bu loyiha mening shkafimda yaxshi ko'rishim uchun etarlicha yorqin bo'lmagan LED yoritgichi bo'lgani uchun boshlandi. Men akkumulyatorlarning quvvati pasayib ketgandir, deb o'yladim, lekin ularni almashtirsam, u yorqinroq ko'rinmadi! Men ichkarida nima bo'layotganini ko'rish uchun chiroqni ochaman deb o'yladim va uni yanada yorqinroq qilish uchun yana bir nechta LEDni qo'sha olamanmi? Lekin, albatta, rangli LEDlar har bir loyihani yanada qiziqarli qiladi, shuning uchun uning o'rniga qizil, yashil va ko'k LEDlarni qo'shishga qaror qildim. Bu "Matematika bilan ishlab chiqarilgan" tanlovi uchun biror narsa yozish uchun ajoyib imkoniyatdek tuyuldi - agar siz Ohm qonuni yoki LED uchun oqim chegaralovchi qarshilik qiymatini qanday hisoblashni bilmasangiz, bu ko'rsatma sizga buni ko'rsatib beradi.

Agar sizda biron bir savol bo'lsa, sharh qoldirishdan tortinmang, men sizga javob berishga harakat qilaman!

Ta'minotlar

• Batareya bilan ishlaydigan surish nuri, shuningdek, chiroq yoki kran nuri deb ham ataladi. Amazonda yoki apparat do'konlarida mavjud. Ushbu loyiha ham yangi LED chiroqlar, ham eski akkor chiroqlar bilan ishlaydi.
• Siz tanlagan LEDlar
• Har xil rezistorlar - qiymatlar sizning yorug'ligingiz qancha batareyani olishiga va qaysi LEDni tanlashingizga bog'liq bo'ladi (buni tushunish - bu yo'riqnomaning bir qismi!)
• Igna pense
• Mini tornavida to'plami (ba'zida yorug'likni ajratish kerak)
• Lehimlash temir (tavsiya etiladi)
• Multimetr (tavsiya etiladi)

1 -qadam: Chirog'ingizni demontaj qiling

Chiroqni demontaj qilishdan boshlang. Buning uchun, odatda, orqa qopqoqni olib tashlash uchun mini tornavida kerak bo'ladi. Uning ichida biz batareya terminallari, tugma, LED va rezistordan iborat oddiy sxemani ko'rishimiz mumkin. Akkor chiroq sxemasi xuddi shunday ko'rinadi, lekin rezistor bo'lmaydi - shuning uchun agar siz LED -ga o'tayotgan bo'lsangiz, uni qo'shishingiz kerak bo'ladi.

2 -qadam: Qaysi LEDni xohlayotganingizni aniqlang, texnik xususiyatlarga qarang

Ko'p turdagi LEDlar mavjud va ular har xil rangda. Siz qancha va qanday rangdagi LEDlardan foydalanishni hal qilishingiz kerak bo'ladi. Eng oddiy narsa, ehtimol, bir xil rangdagi LEDlarni parallel ravishda qo'shishdir. Agar siz LEDlarni ketma -ket qo'shishni yoki ranglarni aralashtirishni xohlasangiz, biroz ko'proq matematikani bajarishingiz kerak bo'ladi - lekin bu ko'rsatma aynan shu maqsadda! Biz har bir stsenariyni ko'rib chiqamiz.

LEDlar to'g'risida qaror qabul qilgandan so'ng, siz ularning oldinga kuchlanish pasayishini va oldinga oqim darajasini tekshirishingiz kerak bo'ladi. Ushbu ma'lumot odatda LEDlarni sotib olgan veb -saytda yoki ma'lumotlar jadvalida mavjud. Yuqorida tasvirlangan 5 mmli LEDlar juda keng tarqalgan va odatda ular 20 mA oldinga oqim bilan baholanadi. Oldinga kuchlanish pasayishi taxminan 2V-4V oralig'ida va rangga bog'liq.

3 -qadam: kuchlanishni aniqlang

Agar sizda multimetr bo'lmasa, siz hech bo'lmaganda yorug'lik batareyasi bo'linmasining kuchlanishini aniqlashingiz kerak bo'ladi. Batareya zaryadining kuchlanishini bilish oqim cheklovchisini hisoblash uchun kerak. Siz buni faqat batareyalarni hisoblash orqali qilishingiz mumkin. Bitta ishqoriy AA (yoki AAA) akkumulyatori 1,5 V ga yaqin, ular yangi bo'lganda biroz yuqoriroq bo'ladi. Batareyalarni ketma -ket birlashtirganda, kuchlanish kuchayadi. Shunday qilib, bu holda, to'rtta yangi AA batareyasi bilan, men 6V dan oshishini kutishim kerak.

Agar sizda multimetr mavjud bo'lsa, u holda kuchlanishlarni o'lchash ham zarar qilmaydi. Buni LED yoniqligida bajaring. Bunday holda, men batareyadan 6,26 V kuchlanish olayotganimni ko'rishingiz mumkin, menda LEDning 3,26 V pasayishi va rezistordan 2,98 V tushishi. Shunisi qiziqki, men kuchlanishning deyarli yarmini rezistorga tushiraman - bu juda ko'p isrof qilingan kuch! Bu haqda keyinroq. Agar siz rang kodini o'qishni xohlamasangiz, rezistoringizning qarshiligini ham o'lchashingiz mumkin - buni LED o'chirilgan paytda qiling.

Agar siz multimetrdan qanday foydalanishni bilmasangiz, u erda, Instrucables va boshqa joylarda yaxshi darsliklar ko'p. Men buni yaratdim.

4 -qadam: Yagona LED uchun rezistorni hisoblash

Oldinga borishdan oldin, bitta LED uchun qarshilik qiymatini qanday hisoblashni tushuntiramiz. Rezistor Ohm qonuni bilan boshqariladi, unda V = IR yoki

Tenglama 1: kuchlanish [volt] = oqim [amper] x qarshilik [ohm]

Batareyangizning kuchlanishi va LEDdagi kuchlanish pasayishi (taxminan) doimiy. Shunday qilib, yuqoridagi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshilik qarshiligining pasayishi

Tenglama 2: Vresistor = Vbatt-VLED

Buni qarshilik uchun Ohm qonuniga qo'shish bizga beradi:

Tenglama 3: Vbatt-VLED = IR

Agar bizda LED uchun maqsadli oqim bo'lsa - uni ILED deb atang - biz 3 -tenglamadagi qarshilikdan boshqa hamma narsani bilamiz. Biz bu tenglamani R uchun echish uchun qayta tartibga solishimiz mumkin:

Tenglama 4: R = (Vbatt-VLED)/ILED

Masalan, aytaylik, bizda 2xAA batareya to'plami bor (u 3V etkazib beradi), qizil LED oldinga kuchlanish pasayishi 1,8V, va biz LED orqali 20mA kerak. 4 -tenglamadagi raqamlarni qo'shish bizga beradi:

R = (3V-1.8V) /0.02A = 60 Ω

Rezistorlar kulgili qadriyatlarga ega bo'lishadi - shuning uchun sizda 60 Ω qarshilik yo'q. Bu erda rezistorlarni ketma -ket va parallel ravishda birlashtirishni bilish juda foydali bo'ladi. Ammo, agar siz LED orqali aniq 20mA olmasangiz, bu yaxshi - ehtimol, ko'p dasturlar uchun "etarlicha yaqin" OK!

Nihoyat, qarshilikni kuchlanishni tushirish yoki tokni cheklash uchun LED oldidan o'tishi kerak degan keng tarqalgan noto'g'ri tushuncha. Bu haqiqatan ham to'g'ri emas - rezistorni LED o'rniga qo'yish mumkin. Bu erda nima uchun bu to'g'ri ekanligini tushuntirib beradigan videoni ko'ring.

5 -qadam: Parallel ravishda ko'proq LEDlarni qo'shish

Eng oddiy holatdan boshlaylik: siz yorug'ligingizni yanada yorqinroq qilish uchun parallel ravishda bir xil rangdagi LEDlarni qo'shishni xohlaysiz. Faqat bitta rezistorni saqlagan holda, LEDlarni to'g'ridan -to'g'ri mavjudiga parallel ravishda qo'shish jozibali bo'lishi mumkin. Bu ishlaydi, yuqoridagi rasmlarda ko'rib turganingizdek - uchta LED yonadi - lekin muammo bor! Parallel ravishda qo'shimcha LEDlarni qo'shsangiz, bitta qarshilik orqali oqim o'zgarmaydi. LEDlar parallel bo'lgani uchun, bitta qarshilik orqali oqim ular o'rtasida teng taqsimlanadi. Shunday qilib, ilgari, bitta LED orqali 20mA bo'lganimda, endi men har bir LED orqali atigi 20/3 = 6.67mA olaman - va ular shunchalik yorqin bo'lmaydi!

Buning o'rniga, agar siz har bir LED bilan individual rezistorni ketma -ket qo'shsangiz, siz har bir LED orqali oqimning to'liq miqdorini olasiz. Salbiy tomoni shundaki, bu batareyani uch barobar tezroq tugatadi. Bu mening ishimda katta muammo emas, chunki menda yorug'lik shkafga o'rnatilgan va men uni tez -tez ishlatmayman.

Shunday qilib, agar siz ushbu yondashuvni qo'llasangiz, siz har qanday matematikadan voz kechgan bo'lardingiz - sizga yana bir xil rezistor kerak bo'ladi. Mening holatimda, menda 100Ω qarshilik va oq LED bor - parallel ravishda uchta LEDni olish uchun har biriga ikkitadan kerak. (Afsuski, men rangli LEDlarga o'tishdan oldin bu qadamni suratga olishni unutganman).

6 -qadam: Seriyali ko'proq LEDlarni qo'shing

Yana LEDlarni ketma -ket qo'shish haqida nima deyish mumkin? Agar batareya quvvati etarlicha yuqori bo'lsa, bu variant ishlaydi. Agar batareya zo'riqishida kuchlanish kerakli pasayishdan past bo'lsa, LEDlar umuman yoqilmaydi. Xuddi batareyalar singari, LEDlarni ketma -ket birlashtirganda, ularning kuchlanishlari qo'shiladi. Mening holatimda, oq LED -da 3,4 V kuchlanish pasayishi bor, shuning uchun ikkitasini ketma -ket qo'yish uchun 6,8 V kerak bo'ladi - bu mening akkumulyator to'plamimdan ko'ra ko'proq. Biroq, masalan, siz ikkita (yoki hatto uchta) qizil LED bilan qilishingiz mumkin. Agar har bir qizil LEDda 2V kuchlanish pasayishi bo'lsa va siz 20mA oqimga ega bo'lishni xohlasangiz, bu sizga qarshilik qiymatini beradi R = (6 - 4) / 0.02 = 100Ω. Buni faqat bitta qizil LEDni kontaktlarning zanglashiga solishtiring: R = (6 - 2) / 0.02 = 200Ω. Ikkinchi LEDni ketma -ket qo'shib, siz rezistor hajmini sezilarli darajada kamaytirdingiz, lekin siz hali ham 20mA chizasiz, shuning uchun siz batareyangizni tezroq tugatmaysiz! Siz kontaktlarning zanglashiga olib borganingiz uchun rezistorda kamroq quvvat sarflayapsiz. Bu boshqa tenglamani keltirib chiqaradi - rezistor uchun kuch hozirgi kvadratik qarshilikka teng, yoki

P = I^2*R

Shunday qilib, 200 m qarshilik orqali 20 mA 80 mVtni tarqatadi, 100 m qarshiligi orqali 20 mA faqat 40 mVtni tarqatadi.

(yana, menda bu misol tasviri yo'qligi uchun uzr so'rayman - men parallel ravishda rangli LEDlarga bordim)

7 -qadam: Turli xil rangli LEDlarni aralashtirish

Agar siz turli xil rangli LEDlarni aralashtirmoqchi bo'lsangiz, sizda ikkita variant bor:

• Ularni ketma -ket sim bilan ulang - bu LEDlarning umumiy kuchlanish pasayishi batareya quvvati kuchlanishidan past bo'lguncha ishlaydi (oldingi bosqichga qarang).
• Ularni parallel ravishda simlar bilan o'tkazing, ularning har biri o'z qarshiligiga ega - barcha LEDlar bir xil oqimga ega bo'lishini xohlaysiz, shuning uchun ular bir xil yorqinlikka ega bo'ladi, siz har bir LED uchun qarshilik qiymatini alohida hisoblab chiqasiz.

Ba'zida bunday sxemalarni birinchi bo'lib non taxtasida prototip qilish osonroq bo'ladi (agar siz non taxtasidan qanday foydalanishni bilmasangiz, bu ko'rsatmaga qarang). Shunga qaramay, siz kerakli qarshilik qiymatiga ega bo'lmasligingiz mumkin, shuning uchun siz yorqinlikni sozlash uchun ketma-ket/parallel ravishda turli kombinatsiyalar bilan o'ynashingiz mumkin. Bunday holda, menda taxminan 6V, taxminan 2V, 2V va 3V kuchlanishli qizil, yashil va ko'k LEDlarni ta'minlaydigan 4xAA batareya to'plami bor. Bu menga qizil va yashil LEDlar uchun R = (6-2) /0.02 = 200Ω, ko'k LED uchun 150Ω qarshilik qiymatini beradi. Menda aniq qiymatlar yo'q, lekin men 100Ω qarshilikni ketma -ket ikkita birlashtirib, 200Ω qarshiligini yarataman va 100Ω qarshilik va 47Ω qarshilikni ketma -ket birlashtirib, 150Ω qarshiligiga "etarlicha yaqin" bo'lishim mumkin.

8 -qadam: LEDlarni ketma -ket va parallel ravishda qo'shish

O'zingizni sarguzashtli his qilyapsizmi va bu narsani haqiqatan ham yorqin qilishni xohlaysizmi? LEDlarni ketma -ket va parallel ravishda qo'shing! Yana shuni esda tutingki, LEDlarni ketma -ket qo'shish uchun batareyangizdagi kuchlanish LED kuchlanish pasayishining yig'indisidan yuqori bo'lishi kerak; va agar siz LEDlarni parallel ravishda qo'shsangiz, u batareyani tezroq tugatadi. LEDlarning har bir to'plami uchun qarshilik qiymatining ketma -ketligini alohida hisoblang.

9 -qadam: Birgalikda joylashtiring

Alligator qisqichlari yoki pense bilan bükme yordamida taxtada prototip yaratish - dizaynni yakunlashdan oldin turli xil LED/rezistor kombinatsiyalarini sinab ko'rishning yaxshi usuli. Hammasi tugagach, LEDlarni va rezistorlarni bir -biriga lehimlash, chiroqni qayta yig'ishda ularni joyida ushlab turishga yordam beradi. Ba'zi lenta yoki issiq yopishtiruvchi ham ularning harakatlanishini oldini olishga yordam beradi. Qizil-yashil-ko'k rangli LEDlar yordamida, men LEDlarni uchta rangga bir xilda tarqalgan effekt beradigan tarzda joylashtirmagunimcha, uni bir necha marta qismlarga ajratish va qayta yig'ishim kerak edi. Bu erdagi yakuniy mahsulot, ehtimol, mening shkafimda juda foydali bo'lmaydi, lekin u ancha sovuqroq ko'rinadi!

"Matematika bilan yaratilgan" tanlovida ikkinchi o'rinni egalladi