В этой статье рассмотрим светодиод. Как он устроен. Как правильно подключить светодиод. Приведу несколько схем подключения светодиода. Некоторые полупроводники излучают свет, когда через них проходит ток. Обычно это слабое освещение. Более сильное свечение дают светоизлучающие диоды - СИД. Из них можно делать и фонарики.
Светодиоды имеют такие же параметры как и другие диоды. Но их максимальный ток намного ниже, так же обратное напряжение на превышает 10 вольт, и 50 миллиампер тока. СВЕТОДИОД называется электронным компонентом (в основном потому, что он сложнее лампочки и производит свет более сложным способом, чем нагрев провода).
Эта простая ЭЛЕКТРОННАЯ ЦЕПЬ содержит СВЕТОДИОД, РЕЗИСТОР и батарейку.
Схема классифицируется как электронная, поскольку светодиод не является электрическим объектом (как лампочка), но является более сложной, поскольку он производит свет при протекании тока через кристалл, а кристалл производит цвет.
Зачем резистор в схеме со светодиодом
В цепь необходимо включить РЕЗИСТОР, чтобы предотвратить повреждение светодиода. Резистор в этой цепи должен быть 220 Ом. Резистор обладает сопротивлением. Он снижает ток от аккумулятора до необходимой величины, чтобы светодиод не светился слишком ярко.
Главное ставить резистор такой, что бы ток проходящий через светодиод ток был допустимым. Что бы не спалить светодиод.
Резистор — это все равно, что поставить ногу на шланг, по которому течет вода. Резистор «сопротивляется» высокому току, который способна обеспечить батарейка. Для 220 Ом используются следующие цвета: красный - красный - коричневый. Четвертая полоса золотистая - это означает допуск 5%.
Существуют сотни различных резисторов, поскольку значения сопротивления должны охватывать диапазон от одного до 10 млн. Ом. Существуют также малые, средние и большие резисторы. Резисторы, показанные слева, - это лишь некоторые из них. (Полный ассортимент см. ниже). На них показаны цветовые полосы для значений от 1 Ом до 8,2 Ом и от 1 млн. Ом до 8,2 млн. Ом.
Все остальные значения резисторов описаны в статье про резисторы.
У инженера-электронщика нет места для хранения 10 млн. различных резисторов, поэтому он делает каждый резистор на 5% или 10% больше предыдущего. Таким образом, их число сокращается до 100-200.
Примерно можно ставить такие номиналы сопротивлений:
Для напряжения 3-5 вольт - 330 Ом.
Для напряжения 6-9 вольт - 560 Ом.
Для напряжения 12-15 вольт - 1000 Ом.
Более точные номиналы резисторов нужно рассчитывать по формулам исходя из всех радиоэлементов. А так же обратное падение напряжения. Обычно оно составляет 1.5 - 2.3 вольта. И у более мощных современных 3.5 вольта.
Допуски резистора
Первые три полосы указывают на номинал резистора, а четвертая - на 5% или 10%-ный допуск.
Все современные резисторы имеют 5% или 2% или 1%. Старые" 10%-ные резисторы больше не производятся.
Золотая полоска = 5%.
Серебренная полоска = 10%.
Подключение светодиода
Светодиод должен быть подключен правильно. При неправильном подключении он не будет светиться.
У всех светодиодов один вывод длиннее другого. Короткий вывод называется КАТОДОМ (k). Все светодиоды имеют плоскую поверхность с одной стороны, и это вывод КАТОДА.
Стрелки на схеме светодиода указывают, где свет "излучается".
Катодный вывод - это короткий вывод, расположенный рядом с плоской стороной светодиода.
НЕ показывайте на схеме "+" или "-". Показывайте только букву "k" для обозначения катода.
Символы "+" и "-" используются, когда компонент генерирует напряжение или подключен непосредственно к "+" и "-".
При подключении светодиода в цепь (и включении резистора нужного номинала) на светодиоде возникает напряжение, называемое ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИМ УБЫВАЮЩИМ НАПРЯЖЕНИЕМ.
Это напряжение обусловлено цветом светодиода и кристаллом, находящимся внутри светодиода и создающим этот цвет.
На рисунке сверху показано примерное напряжение, нужное для каждого светодиода. Напряжение не изменяется для маленьких, средних, поверхностного монтажа и больших светодиодов.
Напряжение на светодиодах
При подключении светодиодов к батарее 3 В на каждом светодиоде будут наблюдаться следующие ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ перепады напряжения.
Обратите внимание, что в схеме ниже одно и то же сопротивление. Оно равно 220R.
Светодиод генерирует напряжение, и если уменьшить значение резистора, то светодиод будет гореть ярче.
Если светодиод будет слишком ярким, он быстро выйдет из строя, то есть перегорит.
При добавлении резистора в схему ток в цепи уменьшится, и величина тока (значение тока) через резистор создаст напряжение на нем. Это напряжение вычитается из напряжения питания, и теперь мы имеем более низкое напряжение питания. Это новое значение напряжения приведет к тому, что через цепь будет течь меньший ток.
«Величина», которая заставляет ток течь через цепь, — это НАПРЯЖЕНИЕ. Величина тока зависит от сопротивления всех компонентов цепи.
Напряжение перед резистором всегда выше, чем после него. Когда резистор включен в цепь и схема «работает», по ней будет течь ток. Напряжение на одном конце резистора будет выше, чем на другом. Это доказывает, что ток течет. Иногда это самый простой способ обнаружить ток в цепи. Вам не придется ничего отрезать или удалять.
Измерив напряжение на резисторе и зная величину сопротивления, можно определить протекающий ток.
Если мы подключим белый светодиод к источнику питания 3 В, он не загорится, поскольку ему требуется питание выше 3,6 В. Резистор, включенный последовательно со светодиодом, называется ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬНЫМ РЕЗИСТОРОМ .
В этой цепи ток не течет, поскольку напряжение питания недостаточно велико.
Когда напряжение питания увеличивается до 4,5 В, резистор 220R пропускает ток через белый светодиод, и на нем возникает ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЕ ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ 3,6 В.
Источник питания (напряжение батареи) должен быть выше, чем ХАРАКТЕРИСТИЧНОЕ ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ светодиода, чтобы резистор пропускал правильную величину тока.
Идеальный ток для светодиода составляет 20 мА, однако некоторые светодиоды будут работать при токе 1 мА, поэтому вам нужно знать, что вы делаете.
Можно использовать питание 3 В для всех светодиодов, кроме синего и белого.
Как проверить светодиод
Если подключим резисторы 1k, 470R или 220R, то можно добиться определенной яркости светодиода. По мере увеличения яркости ток будет выше. Некоторые прозрачные светодиоды излучают красный или оранжевый цвет, а у некоторых светодиодов катодный вывод не четко обозначен.
Вот как найти яркий цвет, катодный вывод и ток светодиода.
Для этого вам понадобится батарея 6 В, резистор 10 кОм, резистор 1 кОм, резистор 470 Ом и резистор 220 Ом. Подключите батарею 6 В и резистор 10 кОм к светодиоду, и он загорится только тогда, когда катод подключен к минусу батареи. Это короткий отрывок.
Не подключайте батарейку на 3 В непосредственно к светодиоду. Он перегорит, обязательно включите в схему резистор.
Светодиод управляет током
Возможно, вы видели это утверждение и пытались понять, что оно означает.
По сути, это означает, что увеличение тока сделает светодиод ярче.
Но светодиоду нужны две вещи: ему нужно напряжение, которое ТОЧНО соответствует напряжению, необходимому для освещения. И это напряжение зависит от цвета светодиода.
Как только вы подадите точное напряжение, кристалл начнет светиться, а при увеличении тока освещенность будет увеличиваться.
Но сделать это ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ сложно.
Очень легко подать точное напряжение, например 1,7 В или 3,4 В, но одновременно обеспечить ток 10 мА или 20 мА очень сложно. Вы не можете взять батарейку на 1,7 В и подать на светодиод ток 10 мА.
Для достижения желаемого результата вам понадобятся простые компоненты, такие как резистор между батареей и светодиодом.
На этом все. Подписывайтесь на блог, что бы не пропустить новые статьи. До новых встреч на страницах моего блога.