اکنون نورپردازی LED بسیار محبوب شده است. نکته این است که این نورپردازی نه تنها به اندازه کافی قدرتمند است، بلکه مقرون به صرفه است. LED ها دیودهای نیمه هادی در یک پوسته اپوکسی هستند.
در ابتدا بسیار ضعیف و گران بودند. اما بعداً دیودهای سفید و آبی بسیار روشن وارد تولید شدند. در آن زمان قیمت آنها در بازار کاهش یافته بود. در حال حاضر تقریباً هر رنگی ال ای دی وجود دارد که دلیل استفاده از آنها در زمینه های مختلف فعالیت بوده است. اینها شامل نورپردازی اتاق های مختلف، نور پس زمینه صفحه نمایش و علائم، استفاده در علائم جاده و چراغ های راهنمایی، در داخل و چراغ های جلو اتومبیل ها، در تلفن های همراه و غیره است.
شرح
ال ای دی ها الکتریسیته کمی مصرف می کنند، در نتیجه چنین نورپردازی به تدریج جایگزین منابع نوری از قبل موجود می شود. در فروشگاه های تخصصی می توانید اقلام مختلفی را بر اساس روشنایی LED خریداری کنید، از لامپ معمولی و نوار LED،پایان دادن به پانل های LED وجه مشترک همه آنها این است که اتصال آنها به جریان 12 یا 24 ولت نیاز دارد.
برخلاف سایر منابع نوری که از المنت گرمایشی استفاده می کنند، این منبع از یک کریستال نیمه هادی استفاده می کند که هنگام اعمال جریان، تشعشع نوری ایجاد می کند.
برای درک طرح های اتصال LED به شبکه 220 ولت، ابتدا باید بگویید که نمی توان آن را مستقیماً از چنین شبکه ای تغذیه کرد. بنابراین، برای کار با LED ها، باید دنباله خاصی از اتصال آنها به یک شبکه ولتاژ بالا را دنبال کنید.
خواص الکتریکی LED
مشخصه جریان ولتاژ یک LED یک خط شیب دار است. یعنی اگر ولتاژ حداقل کمی افزایش یابد ، جریان به شدت افزایش می یابد ، این منجر به گرم شدن بیش از حد LED با فرسودگی بعدی آن می شود. برای جلوگیری از این امر، باید یک مقاومت محدود کننده در مدار قرار دهید.
اما مهم است که حداکثر ولتاژ معکوس مجاز LED ها 20 ولت را فراموش نکنید و اگر به شبکه ای با قطبیت معکوس متصل شود، ولتاژ دامنه 315 ولت یعنی 1.41 را دریافت می کند. برابر بیشتر از فعلی واقعیت این است که جریان در شبکه 220 ولت متناوب است و ابتدا در یک جهت می رود و سپس به عقب می رود.
برای جلوگیری از حرکت جریان در جهت مخالف، مدار سوئیچ LED باید به صورت زیر باشد: یک دیود در مدار قرار داده شده است. از ولتاژ معکوس عبور نمی کند. در این مورد، اتصال باید موازی باشد.
طرح دیگری برای اتصال LED به شبکه 220ولت برای نصب دو LED پشت سر هم است.
در مورد برق شهری با مقاومت خاموش کننده، این بهترین گزینه نیست. زیرا مقاومت قدرت قوی خواهد داد. به عنوان مثال، اگر از یک مقاومت 24 کیلو اهم استفاده کنید، اتلاف توان تقریباً 3 وات خواهد بود. هنگامی که یک دیود به صورت سری متصل می شود، برق به نصف کاهش می یابد. ولتاژ معکوس روی دیود باید 400 ولت باشد. هنگامی که دو LED مخالف روشن می شوند، می توانید دو مقاومت دو وات قرار دهید. مقاومت آنها باید دو برابر کمتر باشد. این زمانی امکان پذیر است که در یک مورد دو کریستال با رنگ های مختلف وجود داشته باشد. معمولاً یک کریستال قرمز و دیگری سبز است.
هنگامی که از یک مقاومت 200 کیلو اهم استفاده می شود، دیود محافظ لازم نیست زیرا جریان برگشتی کم است و کریستال را از بین نمی برد. این طرح برای اتصال LED ها به شبکه یک منهای دارد - روشنایی کوچک لامپ. می توان از آن برای مثال برای روشن کردن سوئیچ اتاق استفاده کرد.
با توجه به اینکه جریان در شبکه متناوب است، از هدر رفتن برق در گرم کردن هوا با مقاومت محدود کننده جلوگیری می کند. خازن کار را انجام می دهد. بالاخره جریان متناوب می گذرد و گرم نمی شود.
مهم است به خاطر داشته باشید که هر دو نیم سیکل شبکه باید از خازن عبور کند تا جریان متناوب را بگذراند. و از آنجایی که LED جریان را فقط در یک جهت هدایت می کند، لازم است یک دیود معمولی (یا یک LED اضافی دیگر) را در جهت مخالف قرار دهید.به موازات LED سپس او نیم‌دوره دوم را رد می‌کند.
هنگامی که مدار اتصال LED به شبکه ۲۲۰ ولت خاموش شود، ولتاژ روی خازن باقی می ماند. گاهی اوقات حتی دامنه کامل در 315 V. این تهدید با شوک الکتریکی است. برای جلوگیری از این امر، علاوه بر خازن، یک مقاومت تخلیه با ارزش نیز لازم است که در صورت قطع شدن از شبکه، خازن را فوراً تخلیه می کند. مقدار کمی جریان در طول عملکرد عادی بدون گرم کردن مقاومت از طریق آن می گذرد.
برای محافظت در برابر جریان شارژ پالسی و به عنوان فیوز، یک مقاومت کم مقاومت قرار می دهیم. خازن باید خاص باشد، که برای مدار جریان متناوب حداقل 250 ولت یا 400 ولت طراحی شده است.
طرح توالی LED شامل نصب یک لامپ از چندین LED متصل به صورت سری است. برای این مثال، یک دیود شمارنده کافی است.
از آنجایی که افت ولتاژ در مقاومت کمتر خواهد بود، کل افت ولتاژ در سراسر LED ها باید از منبع تغذیه کم شود.
لازم است دیود نصب شده برای جریانی مشابه جریان عبوری از LED ها طراحی شود و ولتاژ معکوس باید برابر با مجموع ولتاژهای LED باشد. بهتر است از تعداد زوج LED استفاده کنید و آنها را پشت سر هم وصل کنید.
ممکن است بیش از ده LED در یک زنجیره وجود داشته باشد. برای محاسبه خازن، باید مجموع افت ولتاژ LED ها را از ولتاژ دامنه شبکه 315 ولت کم کنید. در نتیجه، تعداد سقوط ها را پیدا می کنیمولتاژ در خازن.
خطاهای اتصال LED
- اولین اشتباه زمانی است که یک LED را بدون محدود کننده مستقیماً به منبع وصل می کنید. در این حالت، به دلیل عدم کنترل مقدار جریان، LED خیلی سریع از کار می افتد.
- اشتباه دوم اتصال LED هایی است که به صورت موازی به یک مقاومت معمولی نصب شده اند. با توجه به پراکندگی پارامترها، روشنایی LED ها متفاوت خواهد بود. علاوه بر این، اگر یکی از LED ها از کار بیفتد، جریان LED دوم افزایش می یابد و در نتیجه ممکن است بسوزد. بنابراین هنگامی که از یک مقاومت استفاده می شود، LED ها باید به صورت سری وصل شوند. این به شما امکان می دهد هنگام محاسبه مقاومت جریان را ثابت نگه دارید و ولتاژ LED ها را اضافه کنید.
- سومین اشتباه زمانی است که LED هایی که برای جریان های مختلف طراحی شده اند به صورت سری روشن می شوند. این باعث می شود یکی از آنها ضعیف بسوزد یا برعکس - فرسوده شود.
- اشتباه چهارم استفاده از مقاومتی است که مقاومت کافی ندارد. به همین دلیل، جریان عبوری از LED بسیار زیاد خواهد بود. مقداری از انرژی، در ولتاژ جریان بیش از حد تخمین زده شده، به گرما تبدیل می شود و در نتیجه باعث گرم شدن بیش از حد کریستال و کاهش قابل توجه عمر مفید آن می شود. دلیل این امر عیوب شبکه کریستالی است. اگر ولتاژ جریان حتی بیشتر شود و اتصال p-n گرم شود، این منجر به کاهش بازده کوانتومی داخلی می شود. در نتیجهروشنایی LED کاهش می یابد و کریستال از بین می رود.
- پنجمین اشتباه روشن کردن LED در ولتاژ 220 ولت است که مدار آن در صورت عدم محدودیت ولتاژ معکوس بسیار ساده است. حداکثر ولتاژ معکوس مجاز برای اکثر LED ها تقریباً 2 ولت است و ولتاژ نیمه چرخه معکوس بر افت ولتاژ تأثیر می گذارد که برابر با ولتاژ تغذیه در هنگام خاموش بودن LED است.
- دلیل ششم استفاده از مقاومتی است که توان آن ناکافی است. این باعث گرم شدن قوی مقاومت و فرآیند ذوب عایق می شود که سیم های آن را لمس می کند. سپس رنگ شروع به سوختن می کند و تحت تأثیر دماهای بالا تخریب رخ می دهد. این به این دلیل است که مقاومت تنها توانی را که برای کنترل آن طراحی شده است، از بین می برد.
طرح روشن کردن LED قدرتمند
برای اتصال LED های قدرتمند، باید از مبدل های AC / DC استفاده کنید که دارای جریان خروجی تثبیت شده هستند. این کار نیاز به مقاومت یا آی سی درایور LED را از بین می برد. در همان زمان، ما می توانیم به اتصال LED ساده، استفاده راحت از سیستم و کاهش هزینه دست یابیم.
قبل از اینکه LED های قدرتمند را روشن کنید، مطمئن شوید که آنها به منبع برق متصل هستند. سیستم را به منبع تغذیه ای که دارای برق است وصل نکنید، در غیر این صورت LED ها از کار می افتند.
5050 LED. خصوصیات. نمودار سیم کشی
LED های کم مصرف نیز شامل LED های نصب سطحی (SMD) می شوند. بیشتر اوقات از آنها استفاده می شوددکمه های نور پس زمینه در تلفن همراه یا برای نوار LED تزئینی.
LED های 5050 (اندازه بدنه: 5 در 5 میلی متر) منابع نور نیمه هادی هستند که ولتاژ جلویی آنها 1.8-3.4 V است و قدرت جریان مستقیم برای هر کریستال تا 25 میلی آمپر است. ویژگی LED های SMD 5050 این است که طراحی آنها از سه کریستال تشکیل شده است که به LED اجازه می دهد چندین رنگ را ساطع کند. آنها RGB LED نامیده می شوند. بدنه آنها از پلاستیک مقاوم در برابر حرارت ساخته شده است. لنز دیفیوز شفاف است و با رزین اپوکسی پر شده است.
برای اینکه ال ای دی های 5050 تا حد ممکن دوام بیاورند، باید به صورت سری به درجه های مقاومت متصل شوند. برای اطمینان بیشتر مدار، بهتر است برای هر زنجیره یک مقاومت جداگانه وصل کنید.
طرحهای روشن کردن LEDهای چشمک زن
LED چشمک زن یک LED است که یک ژنراتور پالس یکپارچه در آن تعبیه شده است. فرکانس فلاش آن از 1.5 تا 3 هرتز است.
علیرغم این واقعیت که LED چشمک زن کاملا فشرده است، حاوی یک تراشه ژنراتور نیمه هادی و عناصر اضافی است.
در مورد ولتاژ LED چشمک زن، جهانی است و می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، برای ولتاژ بالا 3-14 ولت و برای ولتاژ پایین 1.8-5 ولت است.
بر این اساس، ویژگی های مثبت LED چشمک زن، علاوه بر اندازه کوچک و فشرده بودن دستگاه سیگنال دهی نور، طیف گسترده ای از ولتاژ مجاز را نیز شامل می شود. علاوه بر این، می تواند رنگ های مختلفی را منتشر کند.
در انواع مختلف چشمک زنLED ها در حدود سه ال ای دی چند رنگ ساخته شده اند که فواصل فلاش متفاوتی دارند.
LED های چشمک زن نیز کاملا مقرون به صرفه هستند. واقعیت این است که مدار الکترونیکی برای روشن کردن LED بر روی ساختارهای MOS ساخته شده است که به لطف آن می توان یک واحد عملکردی جداگانه را با یک دیود چشمک زن جایگزین کرد. به دلیل اندازه کوچکشان، LED های چشمک زن اغلب در دستگاه های جمع و جور که به عناصر رادیویی کوچک نیاز دارند استفاده می شود.
در نمودار، LED های چشمک زن به همان شیوه معمولی نشان داده شده اند، تنها استثنا این است که خطوط فلش ها نه تنها مستقیم، بلکه نقطه چین هستند. بنابراین، آنها نماد چشمک زدن LED هستند.
از طریق بدنه شفاف LED چشمک زن، می بینید که از دو قسمت تشکیل شده است. در آنجا، روی ترمینال منفی پایه کاتد، یک کریستال دیود ساطع کننده نور، و در ترمینال آند، یک تراشه نوسانگر وجود دارد.
تمام اجزای این دستگاه با استفاده از سه جامپر سیم طلایی به هم متصل می شوند. برای تشخیص یک LED چشمک زن از یک LED معمولی، فقط به محفظه شفاف در نور نگاه کنید. در آنجا می توانید دو زیرلایه با اندازه یکسان را ببینید.
روی یک بستر یک مکعب تابشگر نور کریستالی قرار دارد. از آلیاژ خاکی کمیاب ساخته شده است. به منظور افزایش شار و تمرکز نور و همچنین تشکیل الگوی تابش، از یک بازتابنده آلومینیومی سهموی استفاده می شود. این بازتابنده در LED چشمک زن از نظر اندازه کوچکتر از نمونه معمولی است. دلیلش این است که در نیمه دومکیس حاوی یک بستر با یک مدار مجتمع است.
این دو بستر به وسیله دو پل سیمی طلایی به یکدیگر متصل می شوند. در مورد بدنه LED چشمک زن، می توان آن را از پلاستیک مات پخش کننده نور یا پلاستیک شفاف ساخت.
با توجه به اینکه امیتر در LED چشمک زن بر روی محور تقارن بدنه قرار ندارد، برای عملکرد روشنایی یکنواخت لازم است از یک راهنمای نور پراکنده رنگی یکپارچه استفاده شود..
حضور محفظه شفاف را فقط می توان در LED های چشمک زن با قطر زیاد که الگوی تشعشع باریکی دارند، یافت.
ژنراتور LED چشمک زن از یک اسیلاتور اصلی فرکانس بالا تشکیل شده است. کار آن ثابت است و فرکانس آن حدود 100 کیلوهرتز است.
همراه با مولد فرکانس بالا، یک تقسیم کننده روی عناصر منطقی نیز کار می کند. او به نوبه خود فرکانس بالا را تا 1.5-3 هرتز تقسیم می کند. دلیل استفاده از ژنراتور فرکانس بالا با تقسیم کننده فرکانس این است که عملکرد یک ژنراتور فرکانس پایین به خازنی با بیشترین ظرفیت برای مدار زمان بندی نیاز دارد.
رساندن فرکانس بالا به 1-3 هرتز مستلزم وجود تقسیم کننده ها در عناصر منطقی است. و آنها را می توان به راحتی بر روی یک فضای کوچک از یک کریستال نیمه هادی اعمال کرد. روی زیرلایه نیمه هادی، علاوه بر تقسیم کننده و نوسانگر فرکانس بالا، یک دیود محافظ و یک کلید الکترونیکی وجود دارد. محدود کنندهمقاومت در LED های چشمک زن تعبیه شده است که دارای ولتاژ 3 تا 12 ولت هستند.
LED های چشمک زن ولتاژ پایین
در مورد LED های چشمک زن ولتاژ پایین، آنها مقاومت محدود کننده ای ندارند. هنگامی که منبع تغذیه معکوس می شود، یک دیود محافظ مورد نیاز است. برای جلوگیری از خرابی ریز مدار ضروری است.
برای اینکه LED های چشمک زن ولتاژ بالا برای مدت طولانی کار کنند و به آرامی کار کنند، ولتاژ تغذیه نباید از 9 ولت بیشتر شود. اگر ولتاژ افزایش یابد، اتلاف برق LED چشمک زن افزایش می یابد که منجر به گرم شدن کریستال نیمه هادی می شود. متعاقباً به دلیل گرمای بیش از حد، تخریب LED چشمک زن آغاز می شود.
در مواقعی که لازم است سلامت یک LED چشمک زن را بررسی کنید، برای انجام این کار با خیال راحت می توانید از یک باتری 4.5 ولتی و یک مقاومت 51 اهم که به صورت سری به LED متصل شده اند استفاده کنید. قدرت مقاومت باید حداقل 0.25 وات باشد.
نصب ال ای دی
نصب ال ای دی ها موضوع بسیار مهمی است زیرا ارتباط مستقیمی با دوام آنها دارد.
از آنجایی که LED ها و ریزمدارها از استاتیک و گرمای بیش از حد خوششان نمی آید، لازم است قطعات را در اسرع وقت، حداکثر پنج ثانیه، لحیم کنید. در این حالت باید از آهن لحیم کاری کم قدرت استفاده کنید. دمای نوک نباید از 260 درجه تجاوز کند.
هنگام لحیم کاری، علاوه بر این می توانید از موچین های پزشکی استفاده کنید. ال ای دی موچیننزدیکتر به کیس بسته می شود، به همین دلیل در حین لحیم کاری، حرارت اضافی از کریستال ایجاد می شود. برای اینکه پایه های ال ای دی نشکند نباید زیاد خم شوند. آنها باید موازی یکدیگر بمانند.
برای جلوگیری از اضافه بار یا اتصال کوتاه، دستگاه باید مجهز به فیوز باشد.
طرح روشن کردن صاف LEDها
طرح روشن و خاموش کردن نرم LED در میان سایرین محبوب است و صاحبان خودروهایی که می خواهند خودروهای خود را تیونینگ کنند به آن علاقه مند هستند. این طرح برای نورپردازی فضای داخلی خودرو استفاده می شود. اما این تنها کاربرد آن نیست. در مناطق دیگر نیز استفاده می شود.
یک مدار راه اندازی نرم LED ساده از یک ترانزیستور، یک خازن، دو مقاومت و یک LED تشکیل شده است. لازم است چنین مقاومت های محدود کننده جریانی انتخاب شوند که بتوانند جریانی معادل 20 میلی آمپر را از هر رشته LED عبور دهند.
مدار روشن و خاموش کردن آرام LED ها بدون خازن کامل نمی شود. این اوست که به او اجازه جمع آوری می دهد. ترانزیستور باید ساختار p-n-p باشد. و جریان روی کلکتور نباید کمتر از 100 میلی آمپر باشد. اگر مدار استارت نرم ال ای دی به درستی مونتاژ شده باشد، با استفاده از مثال روشنایی داخلی خودرو، ال ای دی ها در عرض 1 ثانیه به آرامی روشن می شوند و پس از بسته شدن درها، به آرامی خاموش می شوند.
روشن کردن متناوب LEDها. نمودار
یکی از جلوه های نورپردازی با استفاده از ال ای دی ها، روشن کردن تک تک آنهاست. به آن آتش دویدن می گویند.چنین طرحی از منبع تغذیه مستقل کار می کند. برای طراحی آن از یک کلید معمولی استفاده شده است که به نوبه خود برق هر یک از LED ها را تامین می کند.
دستگاهی متشکل از دو ریزمدار و ده ترانزیستور را در نظر بگیرید که با هم نوسانگر اصلی را تشکیل می دهند و خود را کنترل و نمایه می کنند. از خروجی اسیلاتور اصلی، پالس به واحد کنترل که یک شمارنده اعشاری نیز می باشد، منتقل می شود. سپس ولتاژ به پایه ترانزیستور اعمال می شود و آن را باز می کند. آند LED به مثبت منبع تغذیه متصل است که منجر به درخشش می شود.
پالس دوم یک واحد منطقی را در خروجی بعدی شمارنده تشکیل می دهد و یک ولتاژ پایین روی عدد قبلی ظاهر می شود و ترانزیستور را می بندد و باعث خاموش شدن LED می شود. سپس همه چیز به همان ترتیب اتفاق می افتد.
