Широко разпространеното използване на светодиодите започва в средата на 60-те години на миналия век. Оттогава това устройство е претърпяло много промени. И днес, когато светодиодите паднаха значително в цената, тяхната популярност сред потребителите нарасна значително. Осветлението, реализирано чрез използването на светодиоди, е десет стъпки пред лампите с нажежаема жичка и луминесцентните осветителни устройства - те са в пъти по-икономични, надеждни и издръжливи.
Какво е светодиод и как работи
LED е устройство, което използва свойствата на p-n прехода и излъчва фотони, преобразува електрическия ток в светлинно излъчване, което се получава при обратната комбинация от електрони и дупки в областта на p-n прехода. Тоест, необходимо условие за свързване на светодиоди за получаване на сияние е p-n преход, който е контактът на два полупроводника с различни видове проводимост. За тези целиполупроводниковите кристали се третират с акцепторни примеси от една страна и донорни примеси от друга. В този случай за излъчването на светлина е необходима близостта на енергията на светлинните кванти от видимия диапазон с ширината на лентата на активната област на светодиода. Освен това кристалът трябва да съдържа пренебрежимо малък брой дефекти, поради което обратната комбинация от електрони и дупки в областта на p-n прехода става без радиация.
Как да се свържете?
Свързването на светодиодите е предмет на стриктно спазване на полярността. За тези цели изходите на светодиодите имат подходящи имена: анод и катод. Съответно - плюс и минус.
Светодиодът може да излъчва сияние само когато е директно включен. Когато го включите отново, той се проваля постоянно.
Тъй като светодиодът може да излъчва светлина само при определени стойности на напрежението и тока, в схемата на свързване трябва да се въведе ограничаващо съпротивление.
Как да свържете светодиод към 220V?
Как е възможно да се направи това? Свързването на светодиод към източник на ток 220 V изобщо не е толкова лесно, колкото може да изглежда. Същността на проблема се крие в техническите характеристики на устройството, чиято работа се основава на принципа на преминаване на ток през кристалите, в резултат на което те започват да произвеждат сияние. За спазването на този принцип е необходимо друго устройство - драйвер, чиято задача е да контролира подаването на ток към кристала. В същото време водачът го ограничава до количеството, необходимо за конкретни модели използвани светодиоди.
В противен случайсвързването на светодиодите се осъществява директно до напрежение 220 V и се използва, когато светодиодът трябва да изглежда като индикатор за ниска мощност и когато само един или няколко елемента участват във връзката. В повечето случаи светодиодът се използва като източник на светлина и се свързва чрез драйвер, който вече има всички необходими параметри за нормалната работа на устройството.
Светодиодът няма да свети, ако приложеното към него напрежение е по-малко от необходимата стойност. От друга страна, ако такова напрежение надвиши желаната стойност, устройството ще се повреди. За да се избегнат такива случаи, за свързване на светодиода се използва токоограничаващ резистор.
Приблизителна диаграма за свързване на драйвера за декоративно LED осветление е показана по-долу.
Основната характеристика на драйвера е преобразуването на променлив ток, протичащ в конвенционален домашен контакт и в резултат на това към светодиода се подава постоянен ток.
Серийно свързване на светодиоди
Връзката на такива устройства има свои собствени характеристики. Свързването на няколко светодиода наведнъж е най-добре да се извършва последователно. Тази връзка ще намали консумацията на енергия и ще ви позволи да свържете голям брой едновременно. Но в същото време всички серийно свързани светодиоди трябва да са от един и същи тип, а захранването трябва да има достатъчно мощност и да може да осигури необходимото напрежение.
Свързването на светодиодите според този принцип е доста просто. Диодите са свързани последователно. Ярък пример за такава връзка е обикновен венец за коледна елха.
Arduino LED връзка
Как да решим проблема, така че светодиодът да се включва и изключва с интервал от 1 секунда? За това може да ни помогне така наречената скица – програма, създадена в средата на Arduino. Arduino е електронен дизайнер и удобна платформа, която се превърна в най-широко използваната сред ентусиастите на електрониката, тъй като тази система е доста проста и лесна за използване. Устройствата, базирани на Arduino, могат да управляват различни задвижващи механизми. По-специално LED.
Фигурата по-долу показва диаграмата на свързване на светодиода към контролера Arduino, на който устройството е свързано към осмия изход. Този факт трябва да се има предвид при програмиране, задаване на необходимите параметри.
Паралелна връзка
Паралелното свързване на светодиоди се използва широко от населението в ежедневието - във всеки LED дисплей или LED матрица.
светодиодите имат технологични несъответствия в стойността на директното намаляване на напрежението. Съответно през тях ще преминават различни токове. В този случай интензитетът на светлината също ще варира, което човешкото око възприема като различна яркост. Поради тази причина токовете трябва да се изравнят с баластни резистори.
Фигурата показва диаграмата за паралелно свързванеСветодиоди по един начин. В същото време опция "а" е погрешна, не се препоръчва да се прилага на практика. Правилната опция "b" е с баластни резистори.
Собствена връзка
Направи си сам LED свързването трябва да се извърши в съответствие с всички правила. За свързване е необходимо да се използват малки проводници поради факта, че съпротивлението на такъв проводник ще бъде почти равно на съпротивлението на светодиодите. В този случай опитът показва, че напрежението пада в зависимост от дължината на проводника. Поради тази причина захранващите устройства са разположени в близост до LED устройства. Или използват захранвания за светодиоди с изходно напрежение 24 V, 36 V или 48 V. От своя страна производителите на LED ленти ги произвеждат за различни напрежения:
Свързване към 1,5 V. При тази връзка светодиодите, чието работно напрежение в повечето случаи надвишава 1,5 V, се нуждаят от източник на захранване от поне 3,2 V. В този случай се използва блокиращ генератор за свързване на резистор, транзистор и трансформатор
- Свържете към 5 V. Това свързване на светодиода включва свързване на резистор със съпротивление в диапазона от 100-200 ома.
- Свързване към 9 V. Това захранване се използва изключително рядко за свързване на светодиоди. Най-често три диода са свързани последователно с работен ток от 20 mA.
- Връзкадо 12 V. Включва определяне на типа уред, намиране на номинален ток, напрежение и консумация на мощност. В случай на такава връзка е необходимо да се използва резистор, който се поставя на която и да е част от електрическата верига.
- Свързване към 220 V. С тази връзка е необходимо да се ограничи нивото на тока, който ще премине през светодиода, както и да се понижи нивото на обратното напрежение на светодиода, тъй като само по този начин ще бъде възможно да се предотврати повреда. Текущото ниво е ограничено от резистори, кондензатори или индуктори.
Нека се съсредоточим върху свързването към 220 V мрежа.
Принципът на свързване с високи тарифи
Как да свържете светодиод към 220 V мрежа? Както вече споменахме, за оптималното сглобяване на устройството е необходим драйвер, тъй като за да се направи такава връзка и за да могат устройствата да работят стабилно, е необходимо да се намали амплитудата на напрежението и да се намали силата на тока, както и като преобразува променливотоковото напрежение в DC. Разделител, който има резистор или капацитивен товар, както и различни стабилизатори, може да помогне за решаването на този проблем.
Превключвател на лампата
Как е свързан LED превключвателят? За нас електрическият ключ в апартаментите отдавна не е любопитство. Напредъкът обаче не стои на едно място и производителите на осветително оборудване вече подобриха превключвателите, с които сме свикнали, като им осигуриха LED подсветка. Такаваустройствата осигуряват тяхното осветление при изключване. През деня подобно подобрение, разбира се, е незабележимо. Но през нощта тази на пръв поглед дреболия е изключително актуална. Свързването на превключвател с LED не е трудна задача, тъй като се извършва по много проста схема. Предпазните мерки за безопасност обаче изискват да се спазват определени нюанси.
Както можете да видите от представената диаграма, устройството се състои само от два елемента - резистор, който ограничава тока, и всъщност източник на светлина. Сложността и особения парадокс се крие във факта, че светодиодът е поставен в 220 V AC ключ. В същото време самият светодиод е проектиран за постоянно напрежение от 2 до 12 V. Въпреки това, когато силата на тока е много по-голяма, отколкото тази секция от свързващата верига може да премине, излишната енергия се преобразува в топлина. И ако нямаше резистор пред светодиода, тогава токът, преминаващ през него, просто би изпарил диодния кристал. Всичко е за резистора, който прекъсва по-голямата част от тока.
Работен алгоритъм
Свързването на светодиода в превключвателя се извършва на няколко етапа:
- Напълно изключване на захранването.
- Разглобяваме превключвателя, свързваме елементи към неговите клеми в съответствие с горната диаграма.
- В превключвателния панел с тънка бормашина пробийте дупка за изхода на светодиода.
- Сглобяване на превключвателя.
- Възстановяване на захранването.
- Използване на устройството.
