LEDlar haqida bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Nur chiqaruvchi diod - bu elektr toki o'tganda yorug'lik chiqaradigan elektron qurilma. LEDlar kichik, juda samarali, yorqin, arzon, elektron komponentlardir. Odamlar LEDlarni oddiy yorug'lik chiqaruvchi komponentlar deb o'ylashadi va LEDlarning qiziqarli faktlari va xususiyatlariga e'tibor bermaydilar. Bu yo'riqnomada men sizga "LEDlar haqida bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsani" o'rgataman, ular ish, oqim va quvvat ko'rsatkichlari, tuzilmalar, turlari, LEDlar uchun rezistorli kalkulyator, foydalanish, sinov va oddiy LED sxemasini o'z ichiga oladi.

Bu erda "LED rezistorli kalkulyator" bepul android ilovasiga havola: LED rezistorli kalkulyator. Ushbu ilova sizga LED uchun zarur bo'lgan qarshilik qiymatini hisoblashga yordam beradi.

LED tarixi

Kapitan Genri Jozef Round radio kashshoflaridan biri bo'lib, 117 ta patent olgan. U birinchi bo'lib dioddan elektroluminesans kuzatilishi haqida xabar berdi, bu esa yorug'lik chiqaruvchi diod kashf etilishiga olib keldi. Vladimirovich Losev karborund nuqtali aloqa nuqtalaridan yorug'lik emissiyasini kuzatdi. Radiotexnik sifatida ishlayotganda, u radio qabul qilgichlarda ishlatiladigan kristalli diodlar, ular orqali tok o'tganda yorug'lik chiqarayotganini payqadi. 1927 yilda Losev rus jurnalida yorug'lik chiqaruvchi diodlar haqida qilgan ishlari haqida tafsilotlarni e'lon qildi. Bir necha yil o'tgach, Nik Xolonyak, 1962 yilda Nyu-Yorkning Sirakuzadagi General Electric kompaniyasi laboratoriyasida konsultant olim bo'lib ishlayotganda, birinchi ko'rinadigan spektrli (qizil) LEDni ixtiro qildi.

Qismlar ro'yxati:

• Turli xil rangli LEDlar - AliExpress
• RGB LED - AliExpress
• IQ LED - AliExpress

1 -qadam: kompozitsion va ishlash

Rasm:

1. LEDni o'chirish.
2. LED elektrodlarining yuqori ko'rinishi. (kattaroq- katod, kichikroq- anod).
3. LED anod va katodining yaqinlashishi. (LED ikkiga bo'linadi).
4. LED anod va katod plastik qobiqdan chiqariladi.

Tarkibi

Eng keng tarqalgan LEDlar Gallium (Ga), Arsenik (As) va Fosfor (P) dan iborat. Zamonaviy LEDlar faqat GaAsP turlari emas - boshqa yarimo'tkazgichli pivolar juda ko'p! Bu yarimo'tkazgichlar boshqa elektron komponentalarda ham ishlatiladi.

Ishlash

LED-bu yorug'lik chiqaradigan P-N birikmasining diodi. Agar LED oldinga siljigan bo'lsa, u oddiy diod ishlab chiqaradigan issiqlik o'rniga yorug'lik chiqaradi. Agar P-N birikmasi oldinga siljigan bo'lsa, LED bo'lsa, ba'zi teshiklar N-mintaqasi elektronlari bilan, N-ning ba'zi elektronlari esa P-mintaqasidagi teshik bilan birlashadi. Har bir rekombinatsiya yorug'lik yoki fotonlarni chiqaradi.

LEDlar qutbga ega va shuning uchun ular teskari yo'nalishda ulangan bo'lsa ishlamaydi. Oddiy LEDning qutblanishini tekshirishning eng oson usuli - LEDni ko'zingizga yaqin ushlab turish. Siz ikkita elektrod borligini ko'rasiz. Eng qalini-Katod (-). Nur Katoddan chiqariladi. Yupqa elektrod - bu Anod (+). [Bu kutupluluğu tekshirish usuli, ba'zi LEDlar uchun, masalan, aksincha, yuqori samarali LEDlar uchun ishlamaydi]. Odatda, LEDlar katod va anod simlarining uzunligi farq qiladigan tarzda ishlab chiqariladi. Shu sababli, LEDlar katodli (-) o'qdan uzunroq bo'lgan Anod (+) o'qi bilan ishlab chiqariladi. Eslatma: Ba'zi ishlab chiqaruvchilar ikkala elektrod simini bir xil uzunlikda ushlab turadilar. Kutubxonani tekshirish uchun siz multimetrdan foydalanishingiz kerak.

2 -qadam: Hozirgi va quvvat reytinglari, Gait qonuni

Rasm: LED belgisi

Umumiy infraqizil LEDlar ~ 1,5V gacha ishlashi mumkin, lekin umumiy qizil LEDga ~ 1,8V, Umumiy Yashil LEDga ~ 2V va oddiy ko'k va oq rangli LEDlarga (albatta fosforli qoplamali ko'k rang) yaxshi 3V kerak.

LEDlar "kuchlanish darajasi" ga ega emas; ular oqim bilan boshqariladi. Yorqinlik oqimga deyarli mutanosib va kuchlanish bilan to'g'ridan to'g'ri proportsional emas. Har qanday ma'lum bir oqimda ular oldinga kuchlanishga ega bo'ladi, lekin bu oqimning ikkinchi darajali, bu nazorat qilinishi kerak bo'lgan asosiy omil.

Hozirgi reytinglar

LEDlarning hozirgi reytinglari kuchlanish ko'rsatkichlariga o'xshash. LEDlar odatda standart oqim oqimiga ega. Ko'pgina LEDlar taxminan 5-25 mA ni talab qiladi. LED uchun zarur bo'lgan oqim ba'zida LEDning rangiga bog'liq. Agar siz ortiqcha tok etkazib bersangiz, LED yonadi va shikastlanadi. Boshqa tomondan, agar siz juda past oqim bilan ta'minlasangiz, LED maksimal chiqishni bermaydi. Zamonaviy ultrabinafsha qizil/yashil LEDlar 1 mA ga qadar ruxsat etilgan chiqish (holatni ishlatish uchun va hokazo) berishi mumkin

Quvvat reytinglari

LEDlar turiga, qurilishiga va joriy bahosiga va boshqalarga qarab har xil quvvat ko'rsatkichlariga ega bo'lishi mumkin. LEDlar CFL va akkor lampalar kabi an'anaviy lampalarga qaraganda samarasiz.

Haitz qonuni

Unda har o'n yilda bir lumen uchun sarflanadigan yorug'lik (foydali yorug'lik birligi) 10 barobar kamayadi va ma'lum bir to'lqin uzunligi (rangi) uchun LED to'plami uchun ishlab chiqarilgan yorug'lik miqdori 20 barobar oshadi. Bu Mur qonunining LED -hamkasbi hisoblanadi, unda ma'lum bir integral mikrosxemadagi tranzistorlar soni har 18-24 oyda ikki barobar ko'payadi. Ikkala qonun ham yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlab chiqarishni optimallashtirish jarayoniga tayanadi.

3 -qadam: qurish

Rasm:

1. Asosiy LED.
2. Dome LED.
3. SMD LED (katta).
4. SMD LED (kichik).
5. 7 segmentli displeyda ishlatiladigan LED displeyi.

LEDlar turli shakl va o'lchamlarda ishlab chiqariladi. Plastmassa linzalarning rangi ko'pincha chiqariladigan yorug'likning haqiqiy rangi bilan bir xil bo'ladi, lekin har doim ham emas. Masalan, binafsha rangli plastmassa ko'pincha infraqizil LEDlar uchun ishlatiladi va aksariyat ko'k qurilmalarda rangsiz korpuslar mavjud. Zamonaviy yuqori quvvatli LEDlar, masalan, yoritish va orqa yorug'lik uchun, sirtga o'rnatiladigan qurilmalarda (SMD) mavjud. Ba'zi LEDlarda tarqalgan plastik linzalar mavjud.

Asosiy LED

Asosiy LED eng ko'p ishlatiladigan LEDlardan biridir. Uning mashhurligi tufayli, uning narxi boshqa LEDlarga qaraganda ancha arzon. Bu juda oddiy ko'rinadi va dizayni juda oddiy.

Dome LED

Bu LED shaklidagi "gumbaz" kabi. Bu shakl yorug'lik uzatiladigan maydonni ko'paytirish uchun mo'ljallangan. Boshqacha qilib aytganda, LEDning yorug'lik burchagi (sirkulyatsiya) asosiy LEDdan kattaroqdir. Bu, odatda, yorug'lik chiqargichni gumbazdan qanchalik uzoqda joylashtirishlari bilan nazorat qilinadi. Spetsifikatsiya varaqlari deyarli har doim sizga "yarim quvvat burchagi" ni beradi (siz o'qning o'qidan tashqaridagi burchakda, faqat yorqinlikning yarmini ko'rasiz). Agar siz kengroq emissiya burchagini xohlasangiz, gumbazni dremel asbobi bilan kesib qo'yishingiz mumkin. Agar sizga g'amxo'rlik qilinsa, siz oxirigacha fayl qo'yishingiz yoki jilolaysiz, lekin bu shart emas. Siz uni emissiya qurilmasiga qanchalik yaqinlashtirsangiz, shunchalik keng burchakka ega bo'lasiz. Lekin juda yaqin kesishdan ehtiyot bo'ling, chunki u erda odatda ko'z bilan ko'rinmaydigan mayda sim bor. Garchi bu turdagi LEDlar asosiy svetodioddan biroz qimmatroq bo'lsa -da.

SMD LED

Ushbu turdagi LEDlarning o'lchamlari odatda juda kichik. SMD - bu sirtga o'rnatilgan qurilma. Nomidan ko'rinib turibdiki, bu LED an'anaviy "teshikli" komponentlardan farqli o'laroq, tenglikni yuzasiga lehimlangan. Ushbu LEDlar odatda mashinalar (aniq lehimli robotlar) tomonidan lehimlanadi va qo'lda lehimlash juda qiyin (garchi SMD LEDlarini qo'lda lehimlash mumkin emas). Qo'lda SMD LED -larini lehimlash uchun sizga nozik uchli lehimli temir, bir oz ingichka lehim, yorqin nur, balki kattalashtiruvchi va yaxshi lehimlash malakasi kerak.

LED displeyi

Ushbu turdagi LED asosan displeylarda ishlatiladi, chunki uning shakli tekis.

4 -qadam: turlari

Rasm:

1. Dome LED -lar.
2. IQ LEDlar.
3. 7 segmentli displeyli LED
4. Uch rangli LED (rang o'zgaruvchan LED).

Rangli LED

Rangli va oq LEDlar asosan indikatorlar, lampalar, yoritish uskunalari va boshqalarda ishlatiladi. Ular eng ko'p ishlatiladigan LEDlardan biri.

Rangni o'zgartiruvchi LED (Tri/Bi rangli LED)

Ushbu turdagi LEDda LED chiqaradigan rang ma'lum vaqt ichida o'zgaradi. Turli xil ranglarning o'tishi orasidagi vaqtni kechiktirishni nazorat qilish uchun bu LED tartibiga kichkina Integreated Circuit (IC) o'rnatilgan. Uch rangli/ikki rangli LEDlar rangini o'zgartirmaydi, ular bitta paketdagi ikkita alohida LED (ko'pincha qizil va yashil). Siz ikkita rang ishlab chiqarish uchun ikkalasini ham, uchinchisini ham bir -biriga aylantirasiz.

Infraqizil (IQ) LED

Ushbu turdagi LEDlar infraqizil nurlarini chiqaradi. Bu infraqizil nurlarini inson ko'zlari ko'ra olmaydi. Ushbu turdagi LED odatda 38 kGts chastotada ishlaydi, dizayner LEDni qabul qiluvchining boshqa IQ manbalaridan ajratish usuli sifatida modulyatsiya qiladi. Yorug'lik chiroqlarini ko'rsatish uchun LEDlar juda past chastotalarda modulyatsiyalanadi va ularning yorqinligini samarali boshqarish uchun tez-tez o'zgaruvchan ish tsikli bilan nisbatan yuqori chastotalarda modulyatsiya qilinadi. Va keyin ba'zilari ma'lumotlarni yuborish uchun ancha yuqori chastotalarda modulyatsiya qilinadi (masalan, optik tolali optikada). U asosan masofadan boshqariladigan va kichik masofali aloqa qurilmalarida ishlatiladi. Siz LED yoritgichini kamerada ko'rish orqali sinab ko'rishingiz mumkin, shu bilan birga u LED bo'ylab oqadi. Boshqacha aytganda, kameralar LEDdan chiqadigan IQ nurlarini aniqlay oladi. IQ blokli filtri bo'lmagan kameralar, odatda, IR yaqinida yaxshi ko'rishadi (va odatda, arzon kameralar va ayniqsa, xavfsizlik kameralari). Shuni ta'kidlash kerakki, hatto ba'zi uyali telefon kameralari ham IQ blokli filtri tufayli IQ LEDni yaxshi ko'rmaydi.

7 segmentli displeyli LED

7 segmentli displeyli LED - bu 8 ko'rinishda ulangan 7 displeyli LEDlardan tashkil topgan LED. U kalkulyator, displey va boshqalarda ishlatiladi. Xuddi shunday LED alifbolarni ko'rsatish uchun ham ishlatiladi.

UV LED

UV -diodli ultrabinafsha nurlar chiqaradi. Bu nurlar turli xil dasturlarga ega, masalan, sterilizatsiya, suvni tozalash va hk.

5 -qadam: LEDlar uchun rezistorli kalkulyator

Rasmlar:

1. Har xil rezistorlar va LED.
2. LED qarshilik kalkulyatori ilovasining logotipi.

Shunday qilib, LEDlar haqida so'raladigan eng keng tarqalgan savol - bu mos keladigan qarshilik. LED bilan birga rezistor ishlatilishining sababi, ularni LEDni yonib ketishi va shikastlanishiga olib keladigan ortiqcha oqimdan himoya qilishdir. Lekin to'g'ri LEDni tanlash unchalik oson emas. Nima uchun? Agar siz juda yuqori qarshilikni tanlasangiz, LED maksimal yorug'likni chiqarmaydi. Agar qarshilik past bo'lsa, LEDning shikastlanish ehtimoli bor.

Shunday qilib, oddiy formula ixtiro qilindi:

Qarshilik = (Manba kuchlanishi - LED kuchlanish) / (LED oqimi / 1000)

*Shuni yodda tutingki, LED oqimi milliamperda (mA)

Hisoblashni osonlashtirish uchun siz bu bepul Android App LED qarshilik rezistent kalkulyatoridan foydalanishingiz mumkin. Bu, ayniqsa, bu ko'rsatma uchun mo'ljallangan dastur. Bu ilovaga boshqa funktsiyalar va elektronika bilan bog'liq boshqa funktsiyalar va kalkulyatorlar qo'shiladi. Ilova BluBot Technologies tomonidan ishlab chiqilgan. Siz uning ko'rsatmalari bilan tanishib, Orangeboard @Natan Neal Dmello bilan bog'lanishingiz mumkin. U shuningdek, ilovalar, veb -saytlar, kompyuter dasturlari va boshqalarni ishlab chiqishda boshqa loyihalarni amalga oshiradi. Siz uning veb -sayti orqali bog'lanishingiz mumkin.

6 -qadam: Foydalanish

Rasm:

1. Televizorni masofadan boshqarish pulti tugmachasiz bosilgan.
2. Tugma bosilgan va IR LED chirog'i aniqlangan masofadan boshqarish pulti.
3. Favqulodda vaziyat chiroqining gumbazli LEDlari.
4. Smartfon kamerasining LED chirog'i.
5. Laptopning LED quvvat ko'rsatkichlari.

LEDlar hamma joyda ishlatiladi. Telefon chirog'idan, mashinalaringizning musiqiy tizimiga, bog 'chiroqlariga, televizor ekranigacha. Asosan, ularning moslashuvchan tabiati va samaradorligi ularga elektron gadjetlarning ko'pchiligidan joy berdi.

Eng mashhur ishlatilishlardan ba'zilari:

1. Yoritish.
2. Ko'rsatadi.
3. Ko'rsatkichlar.
4. Dekorativ chiroqlar va narsalar.
5. Masofaviy boshqarish.
6. Sterilizatsiya.
7. Suvni tozalash.
8. Stomatologiya va boshqa tibbiy ilovalar.

7 -qadam: Sinov va davr

Rasm:

1. LEDni sinash uchun multimetr ishlatiladi.
2. LED yordamida oddiy sxema.

Sinov

Rang, yorqinlik va qutblilik uchun klassik tez tekshirgich - bu faqat 3V lityum tanga xujayrasi (masalan, CR2032). Qisqa vaqt ichida faqat past kuchlanishli LEDlarni bosing, aks holda ular qizib ketishi mumkin!

Ba'zi LEDlarni multimetr yordamida to'g'ri ishlashini tekshirish uchun quyidagi tartibda tekshirish mumkin:

1. Multimetrning kadrini "davomiylik" funktsiyasiga o'rnating.
2. Endi LEDning anodini (+) multimetrning RED/pozitiv/(+) probiga ulang va LEDning katodini (-) multimetrenning Qora/salbiy/(-) probiga ulang.
3. Agar LED ishlayotgan bo'lsa, multimetr "Bip" ovozini chiqaradi. Va multimetr ekranida qiymat ko'rsatiladi. Bunga qo'shimcha ravishda, LED yonishi kerak.

*Multimetrning uzluksizlik funktsiyasidan foydalangan holda LEDni sinab ko'rish, odatda, ishlamaydi, chunki multimetrlarning ko'pchiligi qarshilik va uzluksizlik sinovlari uchun faqat past kuchlanishli, 1V dan past. Agar shunday bo'lsa, multimetr uzluksiz signal bermaydi; u bitta qisqa ovozli signal berishi mumkin. Ko'p multimetrlarda diod belgisi orqali ko'rsatiladigan diodli sinov funktsiyasi mavjud bo'lib, u diod bo'ylab 2Vgacha amal qiladi. Bu sizga ko'p LEDlarning kutupluluğunu ishonchli tarzda aytib beradi, lekin yuqori kuchlanishli ko'k va oq LEDlar shart emas.

Siz shuningdek, LED va boshqa komponentlarni ushbu sxema yordamida sinab ko'rishingiz mumkin:- Sensor komponentlarini elektron tekshirgich

O'chirish

Bu siz LEDni ishlatadigan eng asosiy va ko'p qirrali sxemalardan biridir. Boshlanishining ajoyib sxemasi sababi shundaki, u boshqa elektron komponentlar yoki elektron datchiklarning ishlashini ham tekshirishi mumkin. Shuningdek, siz ushbu sxemani bajarishga yordam beradigan batafsil qo'llanmani ko'rib chiqishingiz mumkin: Sensor komponentlarini elektron tekshirgich

Texnik tanlovda ikkinchi o'rinni egalladi

O'qitishda ikkinchi mukofot! Tanlov Dremel homiyligida