Razširjena uporaba LED diod se začne sredi 60-ih let prejšnjega stoletja. Od takrat je ta naprava doživela številne spremembe. In danes, ko so LED diode občutno padle v ceni, se je njihova priljubljenost med potrošniki znatno povečala. Osvetlitev, ki je realizirana z uporabo LED diod, je deset korakov pred žarnicami in fluorescenčnimi svetlobnimi napravami – so mnogokrat bolj ekonomične, zanesljive in vzdržljive.
Kaj je LED in kako deluje
LED je naprava, ki uporablja lastnosti p-n spoja in oddaja fotone, pretvarja električni tok v svetlobno sevanje, ki se pojavi pri obratni kombinaciji elektronov in lukenj v območju p-n stičišča. To pomeni, da je nujen pogoj za povezavo LED za ustvarjanje sijaja p-n stičišče, ki je stik dveh polprevodnikov z različnimi vrstami prevodnosti. Za te namenepolprevodniški kristali so na eni strani obdelani s akceptorskimi nečistočami, na drugi pa z donorskimi nečistočami. V tem primeru je za oddajanje svetlobe potrebna bližina energije svetlobnih kvantov vidnega območja s pasovno vrzeljo aktivnega območja LED. Poleg tega mora kristal vsebovati zanemarljivo majhno število napak, zaradi katerih pride do obratne kombinacije elektronov in lukenj v območju p-n stičišča brez sevanja.
Kako se povezati?
Priključitev LED diod je predmet strogega upoštevanja polarnosti. Za te namene imajo izhodi LED diod ustrezna imena: anoda in katoda. V skladu s tem - plus in minus.
LED lahko oddaja sij samo, ko je neposredno vklopljen. Ko ga ponovno vklopite, trajno odpove.
Ker lahko LED oddaja svetlobo samo pri določenih vrednostih napetosti in toka, je treba v shemo ožičenja vnesti omejevalni upor.
Kako priključiti LED na 220V?
Kako je to mogoče storiti? Priključitev LED na vir toka 220 V sploh ni tako enostavno, kot se morda zdi. Bistvo težave je v tehničnih značilnostih naprave, katere delovanje temelji na principu prehajanja toka skozi kristale, zaradi česar začnejo proizvajati sijaj. Za skladnost s tem načelom je potrebna še ena naprava - gonilnik, katerega naloga je nadzorovati dovod toka v kristal. Hkrati ga voznik omeji na količino, potrebno za določene modele uporabljenih LED.
V nasprotnem primerupriključitev LED diod se izvede neposredno na napetost 220 V in se uporablja, ko mora LED izgledati kot indikator nizke moči in ko je v povezavo vključenih le en ali nekaj elementov. V večini primerov se LED uporablja kot vir svetlobe in je povezana prek gonilnika, ki že ima vse potrebne parametre za normalno delovanje naprave.
LED ne bo svetila, če je napetost, ki je nanjo priključena, nižja od zahtevane vrednosti. Po drugi strani pa, če taka napetost preseže želeno vrednost, bo naprava odpovedala. Da bi se izognili takšnim primerom, se za priključitev LED diode uporablja upor za omejevanje toka.
Približni diagram povezave gonilnika za dekorativno LED osvetlitev je prikazan spodaj.
Glavna značilnost gonilnika je pretvorba izmeničnega toka, ki teče v običajni gospodinjski vtičnici, in posledično se LED dovaja konstantni tok.
Serijska povezava LED diod
Povezava takšnih naprav ima svoje značilnosti. Priključitev več LED diod hkrati je najbolje narediti zaporedno. Ta povezava bo zmanjšala porabo energije in vam omogočila, da povežete veliko število hkrati. Hkrati pa morajo biti vse serijsko povezane LED diode enakega tipa, napajalnik pa mora imeti zadostno moč in biti sposoben zagotoviti zahtevano napetost.
Povezovanje LED diod po tem principu je precej preprosto. Diode so povezane zaporedno. Osupljiv primer takšne povezave je navaden venec za božično drevo.
Arduino LED povezava
Kako rešiti težavo tako, da se LED vklopi in ugasne v intervalu 1 sekunde? Pri tem nam lahko pomaga tako imenovana skica – program ustvarjen v okolju Arduino. Arduino je elektronski oblikovalec in priročna platforma, ki je postala najbolj razširjena med ljubitelji elektronike, saj je ta sistem precej preprost in enostaven za uporabo. Naprave, ki temeljijo na Arduinu, lahko nadzorujejo različne aktuatorje. Predvsem LED.
Spodnja slika prikazuje povezovalni diagram LED na krmilnik Arduino, na katerem je naprava priključena na osmi izhod. To dejstvo je treba upoštevati pri programiranju, nastavitvi potrebnih parametrov.
Vzporedna povezava
Vzporedna povezava LED diod se pogosto uporablja pri prebivalstvu v vsakdanjem življenju - v katerem koli LED prikazovalniku ali LED matriki.
LED imajo tehnološka odstopanja v vrednosti enosmernega zmanjšanja napetosti. V skladu s tem bodo skozi njih tekli različni tokovi. V tem primeru se bo spreminjala tudi jakost svetlobe, kar človeško oko zazna kot različno svetlost. Zaradi tega je treba tokove izenačiti z balastnimi upori.
Slika prikazuje diagram vzporedne povezaveLED diode na en način. Hkrati je možnost "a" napačna, zato je ni priporočljivo uporabljati v praksi. Pravilna možnost "b" je z balastnimi upori.
Samodejna povezava
Priključitev LED naredi sam mora biti izvedena v skladu z vsemi pravili. Za povezavo je potrebno uporabiti majhne žice zaradi dejstva, da bo upor takšne žice skoraj enak upornosti LED. V tem primeru izkušnje kažejo, da napetost pade glede na dolžino žice. Zaradi tega se napajalniki nahajajo v bližini LED naprav. Ali pa uporabljajo napajalnike za LED diode z izhodno napetostjo 24 V, 36 V ali 48 V. Po drugi strani jih proizvajalci LED trakov proizvajajo za različne napetosti:
Priključek na 1,5 V. Pri tej povezavi LED diode, katerih delovna napetost v večini primerov presega 1,5 V, potrebujejo vir energije najmanj 3,2 V. V tem primeru se za priklop na upor uporablja blokirni generator, tranzistor in transformator
- Priključite na 5 V. Ta povezava LED vključuje priključitev upora z uporom v območju 100-200 ohmov.
- Priključite na 9 V. Ta napajalnik se izjemno redko uporablja za priklop LED. Najpogosteje so tri diode povezane zaporedno z delovnim tokom 20 mA.
- Povezavado 12 V. Vključuje določitev tipa enote, iskanje nazivnega toka, napetosti in porabe energije. V primeru takšne povezave je potrebno uporabiti upor, ki je nameščen na katerem koli delu električnega tokokroga.
- Priključitev na 220 V. Pri tej povezavi je potrebno omejiti nivo toka, ki bo prehajal skozi LED, kot tudi znižati nivo povratne LED napetosti, saj bo le tako mogoče preprečiti okvaro. Trenutna raven je omejena z upori, kondenzatorji ali induktorji.
Osredotočimo se na povezavo z omrežjem 220 V.
Načelo povezovanja z visokimi cenami
Kako priključiti LED na 220 V omrežje? Kot smo že omenili, je za optimalno montažo naprave potreben gonilnik, saj je za izvedbo takšne povezave in za stabilno delovanje naprav potrebno zmanjšati amplitudo napetosti in zmanjšati tudi jakost toka. kot pretvarjanje izmenične napetosti v enosmerno. Delitelj, ki ima upor ali kapacitivno obremenitev, pa tudi različni stabilizatorji, lahko pomaga rešiti to težavo.
Stikalo žarnice
Kako je stikalo LED povezano? Pri nas električno stikalo v stanovanjih že dolgo ni zanimivost. Vendar napredek ne miruje in proizvajalci svetlobne opreme so že izboljšali stikala, ki smo jih vajeni, tako da so jim zagotovili LED osvetlitev ozadja. Takšnenaprave poskrbijo za njihovo osvetlitev, ko so izklopljene. Čez dan je takšno izboljšanje seveda neopazno. Toda ponoči je ta na videz malenkost izjemno pomembna. Priključitev stikala z LED ni težka naloga, saj se izvaja po zelo preprosti shemi. Vendar varnostni ukrepi zahtevajo upoštevanje nekaterih odtenkov.
Kot lahko vidite iz predstavljenega diagrama, je naprava sestavljena le iz dveh elementov - upora, ki omejuje tok, in pravzaprav vira svetlobe. Kompleksnost in svojevrsten paradoks je v tem, da je LED nameščena v 220 V AC stikalo. Hkrati je LED sama zasnovana za konstantno napetost od 2 do 12 V. Ko pa je trenutna moč veliko večja, kot je ta odsek povezovalnega vezja sposoben prenesti, se presežna energija pretvori v toploto. In če pred LED ne bi bilo upora, bi tok, ki teče skozi njo, preprosto izhlapil diodni kristal. Gre za upor, ki prekine večino toka.
Delovni algoritem
Priključitev LED v stikalo poteka v več fazah:
- Popolnoma izklop napajanja.
- Stikalo razstavimo, elemente povežemo na njegove sponke v skladu z zgornjim diagramom.
- V stikalni plošči s tankim svedrom izvrtajte luknjo za izhod LED.
- Sestavljanje stikala.
- Obnovitev napajanja.
- Uporaba naprave.
