Применение светодиодов в электронных схемах

Характеристики желтого светодиода

У всех светодиодов главными характеристиками являются длина волны и рабочее напряжение (или допустимая сила тока). Для прибора, излучающего желтый свет, эти величины соответственно составляют 570-590 нм и 2,1-2,18 Вольта.

Материалом для их производства служит арсенид-фосфид галлия и несколько других полупроводников.

Если отводить от желтого светодиода тепло и следить, чтобы через него проходил только допустимый стабильно-постоянный ток, то он сможет непрерывно работать более 9 лет. Идеальных условий не существует, поэтому со временем качество освещения снижается, и реальный срок службы становится немного меньше. Но если сравнивать со всеми другими существующими приборами освещения – это самый долгий срок эксплуатации.

Желтый светодиод может иметь разные оттенки. Встречается янтарный цвет(Amber), чистый (High Yellow) и тому подобное. Такое различие связано с особенностями выращивания полупроводниковых кристаллов и с особенностью конструкции колбы. Например, колба, окрашенная в ярко-желтый цвет, будет влиять на свет, доходящий до наших глаз.

Применение

Несмотря на свой не слишком широкий спектр излучения, двухцветные светодиоды находят собственную нишу в приборостроении.

Их используют для световой сигнализации, в декорировании помещений, в рекламе. Двухцветные светодиоды являются индикаторами вращения двигателя, работающего от постоянного тока. Они показывает, в какую сторону происходит вращение.

Аналогичное применение находят трехцветные светодиоды, работающие на двух кристаллах. Их преимущество перед трехкристаллическими светильниками заключается в сравнительно низкой стоимосте. В тоже время возможности приборов достаточно широкие.

Работу такого светодиода хорошо иллюстрирует индикаторная лампочка зарядного устройства наших фотоаппаратов, телефонов, планшетов и многих других приборов. При разрядке аккумулятора она светится красным, а при полной зарядке – зеленым.

Трехцветный светодиод может переливаться всеми цветами радуги! Согласитесь, это намного интереснее, чем просто мигать обычным светодиодомНачнем третий урок знакомства с Arduino.

Подключение оборудования:
На самом деле, трехцветный светодиод, это три светодиода (красный, зеленый и синий) в одном корпусе. Когда мы запускаем его с разной степенью яркости и интенсивности красного, зеленого и синего, мы получаем на выходе новые цвета.

На кромке светодиода есть небольшой скос, это ключ, он указывает на ножку красного светодиода, дальше идет общая, дальше зеленый и синий.

Подключите ногу КРАСНОГО светодиода к резистору 330 Ом. Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin9.

Подключите Общий вывод к земле GND .

Подключите ногу ЗЕЛЕНОГО к резистору 330 Ом.

Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin10.

Подключите ногу СИНЕГО к резистору 330 Ом.

Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin11.

Следующий рисунок показывает внешний вид макетной платы с собранной схемой, и плату Arduino с проводами идущими от макетной платы.

Набор для экспериментов ArduinoKit
Код программы для опыта №3:

Остается загрузить программу в Arduino через USB шнур. Скачать скетч с третьим уроком LED RGB — выше в статье.

Само название — двухцветный светодиод основано на том, что чип способен светиться двумя цветами. Ярким примером такого типа диодов — зарядка мобильного телефона, зарядка аккумуляторных батарей, где индикатор во время зарядки светится красным цветом, по мере наполнения зарядом аккумулятора цвет меняется на зеленый.

Двухцветные светодиоды подразделяются на несколько типов. Наиболее распространенные — трехвыводные светодиоды. В одном корпусе интегрированы два светодиода зеленого и красного свечения.

Двухцветные светодиоды имеют два вывода. Изменение цвета происходит в зависимости от того, в какую сторону течет ток. схема управления двухцветными светодиодами представлена ниже.

Правильное соединение

Диоды соединены параллельно.При протекании тока в одном направлении второй диод запирается и не светится. В случае обратного протекания тока свечение происходит наоборот. При использовании ШИМ контроллера можно зажигать сразу оба светодиода, в результате смешения цветов получится желтый, либо несколько других оттенков.

Не смотря на то, что на данной схеме мы видим всего два диода, в некоторых инструкциях его принято называть трехцветным. Такие диоды имеют три вывода

Такое деление — условное, поэтому заострять на этом внимание не следует

Двухцветные светодиоды. Как правильно подключать управлять

Как-то раз попросили меня сделать светильник, который бы мог менять цвета, ибо одноцветный может довольно быстро приесться: короче, что-то типа ночника. Конечно, способ подсветки, который описан в данной статье, хорошо подходит и для внутреннего освещения компа, посему данная статья может быть интересна как с точки зрения дизайнерской мысли, так и для любителей моддинга.

Делать обычный трехцветный светильник на тумблерах и трех светодиодах как-то не хотелось, ведь гораздо интереснее, когда количество цветов не ограничивается количеством светодиодов.

Необходимые материалы:

  1. Трехцветный сверхъяркий RGB-светодиод диаметром 8 мм с яркостью так — эдак 4000 мКд (либо 3 сверхъярких светодиода диаметром 3 — 5 мм: синий, зеленый, красный).
  2. Переменные резисторы 0 — 1,5 кОм с выключением нагрузки — 3 шт.
  3. Четырехжильный провод
  4. Кубик оргстекла 30х30х30 мм
  5. Корпус для радиоустройств
  6. 3 ручки для регулировки
  7. Крышка от пластиковой бутылки (или магнит от PC-спикера)
  8. Регулируемый источник питания (если данный девайс Вы будете запитывать от компа, возьмите либо USB- кабель, либо разветвитель питания (molex))
  9. Термоусадка, либо изоляционные кембрики
  10. Черная изолента
Читайте так же:  Светодиодные фитолампы для растений своими руками

Инструменты :

  1. Гравер (он же Дремель) — в принципе можно обойтись и без него
  2. Клеевой пистолет
  3. Набор напильников
  4. Дрель
  5. Надфили
  6. Наждачная бумага
  7. Плоскогубцы
  8. Бокорезы
  9. Пистолетный нож
  10. Зажигалка
  11. Немного фантазии

Итак, приступим.

Для начала рассмотрим трехцветный светодиод. У него имеется 4 вывода: общий (+) и 3 ножки, отвечающие за цвет. Подключая минус к одной из ножек, светодиод будет светиться либо синим, либо зеленым, либо красным цветом. Выглядит он так:

Если присмотреться, можно увидеть, что одна из ножек внутри корпуса светодиода имеет Т-образную форму — это и есть общий (+). На фотографии ножки слева направо: красный (-), общий (+), синий (-), зеленый (-). Если Вы не нашли в продаже трехцветного светодиода, то можно заменить его тремя одноцветными, спаяв их плюсовые ножки воедино.

По-сути нужного цвета светильника можно добиться, изменяя яркость каждого из трех цветов светодиода, которые будут светить одновременно из-под одного плафона и, сливаясь в один цвет, будут давать тот, который нам нужен.

Регулировку яркости будут выполнять переменные резисторы, каждый из которых будет последовательно соединен с ножками цветности светодиода.

Переменный резистор имеет 3 вывода:

Центральная ножка — общий вывод. Вращая ручку по часовой стрелке, сопротивление между первой ножкой и второй (центральная ножка) будет увеличиваться, а между второй и третьей — уменьшаться. Удобней всего задействовать вторую и третью ножку — так вращая ручку по часовой стрелке, будет увеличиваться яркость того цвета, к ножке которого будет подведен данный резистор.

Так как блок управления цветом я решил сделать выносной, пришлось купить корпус для радиоустройств. Размер его должен быть таким, дабы хватало, чтоб разместить 3 переменных резистора. Например, диаметр круглой части у моих резисторов был 15 мм, соответственно был выбран корпус небольшого размера. Маломощные резисторы имеют небольшие размеры, как раз таких и будет достаточно. Корпус представляет собой пластиковую коробку с крышкой, которая крепится на саморезы:

Для начала надо выбрать место расположения ручек и определиться, с какой стороны будет заходить провод в блок управления цветом, и с какой стороны выходить. Затем делаем разметку центров отверстий (сделать это очень удобно шилом). Перед тем как сверлить нужно накернить разметку. Сделать это можно сверлом диаметром 3 мм, пару раз прокрутив его вручную. Теперь сверлим отверстия под провод дрелью на небольших оборотах. Если же сверлить на больших — пластик поплавится и его придется убирать. Размер отверстия естественно будет зависеть от диаметра проводов.

Перед тем, как сверлить отверстия под регулировочные ручки, определяемся со способом монтажа переменных резисторов. Один из способов — это выполнить монтаж на печатной плате и затем скобами ее закрепить к внутренним стенкам корпуса. В этом случае ручки углубляют в корпус, соответственно отверстия делаются под них. Ручки, которые я использовал, выглядят так:

Если же делать навесной монтаж, то можно просто просверлить отверстия в корпусе под крепление переменных резисторов, что собственно я и сделал. Мне, например, просто удобней, если ручка полностью открыта. Когда все отверстия просверлены — убираем заусенции надфилями.

По поводу источника питания — тут можно взять, например регулируемый блок питания от 1,5 до 12 В с шагом 1,5

Изменение цвета свечения двухцветного светодиода, мультивибратором.

Рисунок 1 — Схема с регулировкой цвета свечения светодиода.

VD1 — двухцветный светодиод. VD1 это, на самом деле, два светодиода с общим катодом, один из них излучает красный цвет, другой — зелёный.  Выглядеть он может так:

Этот светодиод был вынут из телевизора, маркировки на нем не видно, но тип светодиода можно определить экспериментально. Из схемы на рисунке 1 видно что мультивибратор подает импульсы поочерёдно то на один анод светодиода то на другой, т.е. светодиод мигает зелёным и красным цветами, но если частота импульсов достаточно велика то человеческий глаз не сможет «уловить» это мигание и воспримет это как цвет полученный из смеси красного и зелёного. Если длительность горения зелёного намного больше длительности горения красного то будет виден зелёный, если длительность горения красного намного больше длительности горения зелёного то будет виден красный, если длительности примерно равны то будет виден жёлтый. Резистор R5 (см. рисунок 1) служит для ограничения тока светодиода (резисторов R1 и и R4 может быть не достаточно). 

Трехцветный светодиод arduino. Применение светодиодов в электронных схемах

Трехцветный светодиод может переливаться всеми цветами радуги! Согласитесь, это намного интереснее, чем просто мигать обычным светодиодомНачнем третий урок знакомства с Arduino.

Подключение оборудования:На самом деле, трехцветный светодиод, это три светодиода (красный, зеленый и синий) в одном корпусе. Когда мы запускаем его с разной степенью яркости и интенсивности красного, зеленого и синего, мы получаем на выходе новые цвета.

На кромке светодиода есть небольшой скос, это ключ, он указывает на ножку красного светодиода, дальше идет общая, дальше зеленый и синий.

Подключите ногу КРАСНОГО светодиода к резистору 330 Ом. Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin9.

Читайте так же:  Простой ультрафиолетовый фонарь своими руками

Подключите Общий вывод к земле GND .

Подключите ногу ЗЕЛЕНОГО к резистору 330 Ом.

Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin10.

Подключите ногу СИНЕГО к резистору 330 Ом.

Подключите другой конец резистора в порт Arduino pin11.

Следующий рисунок показывает внешний вид макетной платы с собранной схемой, и плату Arduino с проводами идущими от макетной платы.

Набор для экспериментов ArduinoKitКод программы для опыта №3:

Остается загрузить программу в Arduino через USB шнур. Скачать скетч с третьим уроком LED RGB — выше в статье.

Со светодиодами сейчас знакомы все. Без них просто немыслима современная техника. Это светодиодные фонари и лампы, индикация режимов работы различной бытовой техники, подсветка экранов компьютерных мониторов, телевизоров и много еще всяких вещей, о которых так сразу и не вспомнить. Все перечисленные устройства содержат светодиоды видимого диапазона излучения различных цветов: красного, зеленого, синего (RGB), желтого, белого. Современные технологии позволяют получить практически любой цвет.

Кроме светодиодов видимого диапазона излучения существуют светодиоды инфракрасного и ультрафиолетового свечения. Основная область применения таких светодиодов это устройства автоматики и управления. Достаточно вспомнить . Если первые модели ПДУ применялись исключительно для управления телевизорами, то теперь с их помощью управляются настенные обогреватели, кондиционеры, вентиляторы и даже кухонная техника, например, кастрюли-мультиварки и хлебопечки.

Так что же такое светодиод?

По сути, мало чем отличается от обычного , — все тот же p-n переход, и все то же основное свойство односторонняя проводимость. По мере изучения p-n перехода выяснилось, что кроме односторонней проводимости он, этот самый переход, обладает еще несколькими дополнительными свойствами. В процессе эволюции полупроводниковой техники эти свойства изучались, развивались и совершенствовались.

Большой вклад в разработку полупроводников внес советский радиофизик (1903 — 1942). В 1919 году он поступил в знаменитую и известную до сих пор Нижегородскую радиолабораторию, а с 1929 году работал в Ленинградском физико-техническом институте. Одним из направлений деятельности ученого было исследование слабого, чуть заметного, свечения кристаллов полупроводников. Именно на этом эффекте и работают все современные светодиоды.

Это слабое свечение возникает при пропускании через p-n переход тока в прямом направлении. Но в настоящее время это явление изучено и усовершенствовано настолько, что яркость некоторых светодиодов такая, что можно просто ослепнуть.

Цветовая гамма светодиодов очень широка, практически все цвета радуги. Но цвет получается вовсе не изменением цвета корпуса светодиода. Это достигается тем, что в p-n переход добавляются легирующие примеси. Например, введение незначительного количества фосфора или алюминия позволяет получить цвета красного и желтого оттенков, а галлий и индий излучают свет от зеленого до голубого цвета. Корпус светодиода может быть прозрачным или матовым, если корпус цветной, то это просто светофильтр соответствующий цвету свечения p-n перехода.

Другим способом получения нужного цвета является введение люминофора. Люминофор — это вещество, дающее видимый свет при воздействии на него другим излучением, даже инфракрасным. Классический тому пример — лампы дневного света. В случае со светодиодами — белый цвет получается, если добавить люминофор в кристалл голубого свечения.

Для увеличения интенсивности излучения почти все светодиоды имеют фокусирующую линзу. Часто в качестве линзы используется торец прозрачного корпуса, имеющий сферическую форму. У светодиодов инфракрасного диапазона излучения иногда линза бывает на вид непрозрачная, дымчато-серого цвета. Хотя в последнее время инфракрасные светодиоды выпускаются просто в прозрачном корпусе, именно такие применяются в различных ПДУ.

Двухцветные светодиоды

Тоже известны практически всем. Например, зарядник для

схема управления двухцветными светодиодами до 1А

Схема управления двухцветными светодиодами построена на микросхеме TA7291P с двумя выходами OUT и двумя входами IN. К выходу подключаем два диода или один двухцветный мощностью не менее 1А. Если логика на входах одинакова, то потенциалы выходов равные, соответственно светодиод не горит.

При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2.

В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов.

Что такое светодиоды

В последнее время ведется много разговоров о светодиодах, постоянно появляются новости о все более мощных светодиодах, новых разработках и новых товарах на основе светодиодов (стоит вспомнить хотя бы новые жк-мониторы со светодиодной подсветкой от компании Apple). Так что же такое светодиод? Светодиод — это прибор на основе полупроводника, который излучает свет при пропускании через него электрического тока. Существует большое количество различных полупроводниковых материалов из которых делают светодиоды, причем характеристики светодиодов (цвет свечения, яркость свечения и т.д.) зависят от химического состава данных материалов.

Читайте так же:  Креативный светильник из фанеры своими руками

Применение светодиодов в электронных схемах

Светодиоды разных размеров, цветов и яркости

Принцип работы трехцветного светодиода

Для трехцветных светодиодов предусмотрена несколько другая схема. Она отличается общим катодом и двумя анодными выводами.

В ней можно включать сразу два светодиода. В этом случае одновременно смогут гореть красный и зеленый свет, а мы будет видеть их результат совместной работы – желтый.

С помощью импульсного модулятора (специальный прибор) меняют интенсивность свечения, и от этого меняется тон цвета у светодиода. Для предотвращения перегрузок на каждый диод устанавливается свой резистор.

Трехцветная схема более востребована, чем двухцветная, и это понятно. При наличии одного и того же набора источников возникает значительно больше возможностей. Такая схема позволяет собрать недорогие светильники, меняющие свет в широком спектре.

Еще больше тонов, и в том числе белый свет, получают при собрке схемы с тремя разноцветным светодиодами. Это известная

RGB

-схема с общим анодом.

Внешне трехцветная лампа сразу узнается по наличию четырех выводов, к тому же на ней обязательно проставляется соответствующая маркировка.

Теоретически можно объединять в одном корпусе или на одной плате множество кристаллов и получать разноцветные яркие светодиоды. Но на практике используется одна из перечисленных выше трехцветных схем.

светодиод двухцветный с двумя выводами

В разделе Техника на вопрос Двухцветный светодиод заданный автором Простенок лучший ответ это Здравствуйте Сергей Шнякин ! Поскольку Вы так и не уточнили условия применения девайса ( U питания, Алгоритм работы маячка и тип двухцветного светодиода)…Вот наиболе простое, на мой взгляд, решение данной абстрактной (ИМХО) задачи:Ну и то, что получилось:Минимальное напряжение питания девайса 4.3V ( 3.0V на синий светодиод + 1.3V на переход коллектор-эмиттер транзистора.)… Ограничение аппаратное. Максимальное, при данных номиналах токоограничительных резисторов, —10.7V..

Будет работать и при большем, но светодиод (прежде всего красный) быстро выйдет из строя (деградирует)…Период повторения вспышек, —что-то около 2-х секунд.Скважность импульсов ( отношение свечения синего и красного светодиода) , примерно, —2—98%.Если не брать во внимание наличие диодов в частотозадающей цепи…Печатная плата, в виду еденичности, не разрабатывалась… И не буду. Если оно Вам надо —скопируйте «горные цепи» с фото №3, будет Вам печатка…Применив компоненты для SMD-монажа, а, также заменив, после окончательной настройки R1, на два обычных можно существенно уменьшить общие габариты девайса.Правильно собранное устройство работоспособно и в дополнительной настройке не нуждается.За качество видео —сори, пожалуйста..

Удачи Вам! З. Ы. При некоторой, простой, модернизации схемы возможно применение двухцветного светодиода с двумя выводами (встречно-паралельное включение)…З. Ы. 2 Алгоритм работы девайса: Погас один тут же (задержка не более 150мс) включился второй. Если необходима пауза между вспышками или несколько вспышек одного цвета затем включение другого —схему нужно усложнять ( например добавив м/с xx4017( К561ИЕ8)). Но лучше, в таком случае, применить програмируемый микроконтроллер…З. Ы. 3 Применение двух светодиодов. Ну не нашел я, среди своих запасов, двухцветного… Считайте эти аналогом —включены также как и в трехвыводном двухцветном с общим катодом.З. Ы. 4 Специального расчета элементов НЕ делал… Выбирал из того, что было под рукой, ориентируясь на память и Закон Ома…По хорошему —надо бы расчитать точно. Формулы (?) —Да хоть из «Викки»…СомяраМудрец(18459)Здравствуйте Сергей Шнякин ! Скоры Вы на действия… Не успел отредактировать ответ…»Минимальное напряжение питания девайса 4.3V ( 3.0V на синий светодиод + 1.3V на переход коллектор-эмиттер транзистора.)… Ограничение аппаратное. «Читайте;» Минимальное напряжение питания девайса 4.3V ( 3.0V на синий светодиод + 1.3V на переход коллектор-эмиттер транзистора.)… Ограничение аппаратное. У меня работает с 3.2V, но яркость свечения синего —не ахти… «Далее по тексту.Удачи Вам!

Если оно Вам надо —скопируйте «горные цепи» с фото №3, будет Вам печатка…Применив компоненты для SMD-монажа, а, также заменив, после окончательной настройки R1, на два обычных можно существенно уменьшить общие габариты девайса.Правильно собранное устройство работоспособно и в дополнительной настройке не нуждается.За качество видео —сори, пожалуйста… Удачи Вам! З. Ы. При некоторой, простой, модернизации схемы возможно применение двухцветного светодиода с двумя выводами (встречно-паралельное включение)…З. Ы. 2 Алгоритм работы девайса: Погас один тут же (задержка не более 150мс) включился второй. Если необходима пауза между вспышками или несколько вспышек одного цвета затем включение другого —схему нужно усложнять ( например добавив м/с xx4017( К561ИЕ8)). Но лучше, в таком случае, применить програмируемый микроконтроллер…З. Ы. 3 Применение двух светодиодов. Ну не нашел я, среди своих запасов, двухцветного… Считайте эти аналогом —включены также как и в трехвыводном двухцветном с общим катодом.З. Ы. 4 Специального расчета элементов НЕ делал… Выбирал из того, что было под рукой, ориентируясь на память и Закон Ома…По хорошему —надо бы расчитать точно. Формулы (?) —Да хоть из «Викки»…СомяраМудрец(18459)Здравствуйте Сергей Шнякин ! Скоры Вы на действия… Не успел отредактировать ответ…»Минимальное напряжение питания девайса 4.3V ( 3.0V на синий светодиод + 1.3V на переход коллектор-эмиттер транзистора.)… Ограничение аппаратное. «Читайте;» Минимальное напряжение питания девайса 4.3V ( 3.0V на синий светодиод + 1.3V на переход коллектор-эмиттер транзистора.)… Ограничение аппаратное. У меня работает с 3.2V, но яркость свечения синего —не ахти… «Далее по тексту.Удачи Вам!

Список источников

  • www.modmag.net
  • hi-electric.com
  • 10i5.ru
  • acost.ru
  • dacha1.ru
  • 22oa.ru
Ссылка на основную публикацию