LED yang benar menyala. Sambungan LED yang benar LED 3,7 volt
Versi pertama dari rangkaian senter
Dalam pengujian, rangkaian ini menunjukkan stabilitas yang luar biasa dalam tegangan suplai 3,7-14 volt (tetapi perlu diketahui bahwa efisiensi menurun dengan meningkatnya tegangan). Saat saya menetapkan 3,7 volt pada keluaran, itu terjadi di seluruh rentang tegangan (kami mengatur tegangan keluaran dengan resistor R3, ketika resistansi ini menurun, tegangan keluaran meningkat, tetapi saya tidak menyarankan Anda untuk menguranginya terlalu banyak, jika Anda sedang bereksperimen, hitung arus maksimum pada LED1 LED dan tegangan maksimum pada LED kedua) . Jika kita memberi makan rangkaian ini dari baterai Li-ion, maka efisiensinya sekitar 87-95%. Tanyakan, lalu mengapa muncul dengan PWM? Jika Anda tidak mempercayai saya, periksa sendiri.
Pada efisiensi 4,2 volt = 87%. Pada efisiensi 3,8 volt = 95%. P=U*I
LED mengkonsumsi 0,7A pada 3,7 volt, yang berarti 0,7 * 3,7 = 2,59 W, kurangi tegangan baterai yang terisi dan kalikan dengan konsumsi saat ini: (4,2 - 3,7) * 0,7 = 0,35W. Sekarang mari kita cari tahu efisiensinya: (100/(2,59+0,37)) * 2,59 = 87,5%. Dan setengah persen untuk memanaskan bagian dan trek yang tersisa. Kapasitor C2 - mulai lunak untuk menyalakan LED dengan aman dan perlindungan terhadap interferensi. Pastikan untuk memasang LED yang kuat pada radiator, saya menggunakan satu radiator dari catu daya komputer. Lokasi suku cadang:
Transistor keluaran tidak boleh menyentuh dinding logam belakang ke papan, meletakkan kertas di antara keduanya atau menggambar papan pada selembar buku catatan dan membuatnya sama seperti di sisi lain lembaran itu. Untuk menyalakan senter LED, saya menggunakan dua baterai Li-ion dari baterai laptop, tetapi sangat mungkin menggunakan baterai telepon, diharapkan total arusnya 5-10A * h (kami sambungkan secara paralel).
Mari kita lanjutkan ke lampu dioda versi kedua
Senter pertama saya jual dan merasa tanpanya agak mengganggu di malam hari, dan tidak ada detail untuk mengulang skema sebelumnya, jadi saya harus berimprovisasi dari yang ada saat itu yaitu: KT819, KT315 dan KT361. Ya, bahkan pada detail seperti itu, dimungkinkan untuk memasang stabilizer tegangan rendah, tetapi dengan kerugian yang sedikit lebih tinggi. Skemanya mirip dengan yang sebelumnya, tetapi yang ini justru sebaliknya. Kapasitor C4 di sini juga menyuplai tegangan dengan lancar. Bedanya disini transistor keluaran terbuka dengan resistor R1 dan KT315 menutupnya sampai tegangan tertentu, sedangkan pada rangkaian sebelumnya transistor keluaran tertutup dan kedua terbuka. Lokasi suku cadang:
Saya menggunakannya selama sekitar enam bulan, sampai lensanya retak, merusak kontak di dalam LED. Dia masih bekerja, tapi hanya tiga dari enam sel. Oleh karena itu, saya pergi sebagai hadiah :) Sekarang saya akan memberi tahu Anda mengapa stabilisasi yang baik menggunakan LED tambahan. Bagi yang berminat, kami membacanya, ini bisa berguna saat mendesain stabilisator tegangan rendah, atau kami lewati dan beralih ke opsi terakhir.
Jadi, mari kita mulai dengan stabilisasi suhu, siapa pun yang melakukan percobaan tahu betapa pentingnya di musim dingin atau musim panas. Jadi, dalam dua senter yang kuat ini, sistem berikut beroperasi: ketika suhu meningkat, saluran semikonduktor meningkat, memungkinkan lebih banyak elektron untuk melewatinya daripada biasanya, sehingga tampaknya resistansi saluran menurun dan, oleh karena itu, aliran arus meningkat, karena sistem yang sama beroperasi pada semua semikonduktor, arus melalui LED juga meningkat dengan menutup semua transistor ke level tertentu, yaitu tegangan stabilisasi (percobaan dilakukan pada kisaran suhu -21 ... +50 derajat Celcius). Saya mengumpulkan banyak sirkuit penstabil di Internet dan bertanya-tanya "bagaimana kesalahan seperti itu bisa terjadi!" Seseorang bahkan merekomendasikan skema mereka sendiri untuk menyalakan laser, di mana kenaikan suhu 5 derajat menyiapkan laser untuk dikeluarkan, jadi pertimbangkan nuansa ini juga!
Sekarang tentang LED itu sendiri. Setiap orang yang pernah bermain-main dengan tegangan suplai LED tahu bahwa seiring dengan peningkatannya, konsumsi arus juga meningkat tajam. Oleh karena itu, dengan sedikit perubahan pada tegangan keluaran stabilizer, transistor (KT361) bereaksi berkali-kali lebih mudah daripada dengan pembagi resistor sederhana (yang membutuhkan penguatan serius), yang menyelesaikan semua masalah stabilisator tegangan rendah dan mengurangi jumlah bagian.
Versi ketiga dari lampu LED
Mari kita lanjutkan ke skema terakhir yang saya pertimbangkan dan gunakan hingga hari ini. Efisiensinya lebih besar daripada skema sebelumnya, dan kecerahan pancarannya lebih tinggi, dan tentu saja, saya membeli lensa fokus tambahan untuk LED, dan sudah ada 4 baterai, yang kira-kira sama dengan kapasitas 14A * jam. Email utama. skema:
Rangkaiannya cukup sederhana dan dirangkai dalam desain SMD, tidak ada LED tambahan dan transistor yang mengkonsumsi arus berlebih. Untuk stabilisasi, digunakan TL431 dan ini cukup, efisiensi di sini adalah dari 88 - 99%, jika tidak percaya, hitung. Foto perangkat buatan sendiri yang sudah jadi:
Ya ngomong-ngomong soal brightness, disini saya ijinkan 3,9 volt di output rangkaian dan sudah pakai lebih dari setahun, LED masih hidup, cuma radiatornya agak panas. Tetapi siapa pun yang ingin dapat mengatur sendiri tegangan suplai yang lebih rendah dengan memilih resistor keluaran R2 dan R3 (saya menyarankan Anda untuk melakukan ini pada lampu pijar, ketika Anda mendapatkan hasil yang Anda butuhkan, sambungkan LED). Terima kasih atas perhatian Anda, Lefty Lesha (Stepanov Alexey) bersama Anda.
Bahas artikel SENTER LED KUAT
Mari kita lihat produk LED mulai dari LED 5mm lama hingga LED berdaya tinggi super terang hingga 10W.
Untuk memilih senter yang “tepat” untuk kebutuhan Anda, Anda perlu memahami jenis senter LED dan karakteristiknya.
Dioda apa yang digunakan dalam senter?
Lampu LED yang kuat dimulai dengan perangkat dengan matriks 5mm.
Senter LED dengan desain yang sangat berbeda, dari saku hingga berkemah, tersebar luas di pertengahan tahun 2000-an. Harganya turun secara signifikan, dan kecerahan serta masa pakai baterai yang lama berperan.
LED ultra-terang putih 5mm menarik arus 20 hingga 50 mA pada penurunan tegangan 3,2-3,4 volt. Intensitas cahaya - 800 mcd.
Mereka menunjukkan diri mereka dengan sangat baik dalam pernak-pernik senter mini. Ukurannya yang kecil memungkinkan Anda membawa senter seperti itu. Mereka ditenagai oleh baterai "jari mini", atau dari beberapa "pil" bundar. Sering digunakan dalam korek api dengan senter.
Ini adalah LED yang telah dipasang di lentera Tiongkok selama bertahun-tahun, tetapi umurnya secara bertahap akan habis.
Di lampu sorot dengan reflektor besar, dimungkinkan untuk memasang lusinan dioda seperti itu, tetapi solusi semacam itu secara bertahap menghilang ke latar belakang, dan pilihan pembeli lebih memilih lampu pada LED tipe Cree yang kuat.
Cari lampu dengan LED 5mm Senter ini beroperasi dengan baterai AA, AAA, atau isi ulang. Mereka tidak mahal dan kehilangan kecerahan dan kualitasnya dibandingkan senter modern pada kristal yang lebih kuat, tetapi lebih dari itu di bawah.
Dalam pengembangan senter lebih lanjut, pabrikan melewati banyak pilihan, tetapi pasar untuk produk berkualitas ditempati oleh senter dengan matriks yang kuat atau LED diskrit.
LED apa yang digunakan dalam senter yang kuat?
Senter bertenaga adalah senter modern dari berbagai jenis, mulai dari yang seukuran jari hingga lampu sorot besar.
Dalam produk semacam itu di tahun 2017, merek Cree relevan. Ini adalah nama perusahaan Amerika. Produknya dianggap salah satu yang paling maju di bidang teknologi LED. Alternatifnya adalah LED dari pabrikan Luminus.
Hal-hal seperti itu jauh lebih unggul daripada LED dari lentera Cina.
LED Cree apa yang paling sering dipasang di senter?
Model diberi nama yang terdiri dari tiga hingga empat karakter yang dipisahkan oleh tanda hubung. Jadi dioda Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Model XP-E2, G2 paling sering digunakan untuk senter kecil, sedangkan XM-L dan L2 sangat serbaguna.
Mereka digunakan mulai dari yang disebut. Senter EDC (pakaian sehari-hari) mulai dari senter kecil yang lebih kecil dari telapak tangan Anda, hingga lampu sorot besar yang serius.
Mari kita lihat karakteristik LED berdaya tinggi untuk senter.
| Nama | Cree XM-L T6 | Cree XM-L2 | Cree XP-G2 | Cree XR-E |
| Sebuah foto |  |
|||
| U, V | 2,9 | 2,85 | 2,8 | 3,3 |
| saya, mA | 700 | 700 | 350 | 350 |
| P, W | 2 | 2 | 1 | 1 |
| Suhu pengoperasian, °C | ||||
| Fluks bercahaya, Lm | 280 | 320 | 145 | 100 |
| Sudut pendaran, ° | 125 | 125 | 115 | 90 |
| Indeks rendering warna, Ra | 80-90 | 70-90 | 80-90 | 70-90 |
Karakteristik utama LED untuk senter adalah fluks bercahaya. Ini menentukan kecerahan senter Anda dan jumlah cahaya yang dapat diberikan sumber. LED yang berbeda, yang mengonsumsi jumlah energi yang sama, dapat memiliki kecerahan yang berbeda secara signifikan.
Pertimbangkan karakteristik LED pada senter besar, jenis lampu sorot :
| Nama | ||||
| Sebuah foto |  |  |  |  |
| U, V | 5,7; 8,55; 34,2; | 6; 12; | 3,6 | 3,5 |
| saya, mA | 1100; 735; 185; | 2500; 1250 | 5000 | 9000...13500 |
| P, W | 6,3 | 8,5 | 18 | 20...40 |
| Suhu pengoperasian, °C | ||||
| Fluks bercahaya, Lm | 440 | 510 | 1250 | 2000...2500 |
| Sudut pendaran, ° | 115 | 120 | 100 | 90 |
| Indeks rendering warna, Ra | 70-90 | 80-90 | 80-90 |
Penjual sering menunjukkan bukan nama lengkap dioda, jenis dan karakteristiknya, tetapi tanda alfanumerik yang disingkat dan sedikit berbeda:
- Untuk XM-L: T5; T6; U2;
- XP-G: R4; R5; S2;
- XP-E: Q5; R2; R;
- untuk XR-E: P4; Q3; Q5; R.
Lentera itu bisa disebut begitu saja, "Lentera EDC T6", informasi dengan singkat seperti itu sudah lebih dari cukup.
Perbaikan senter
Sayangnya, harga senter semacam itu cukup tinggi, begitu juga dengan dioda itu sendiri. Dan tidak selalu mungkin untuk membeli senter baru jika terjadi kerusakan. Mari cari tahu cara mengganti LED di senter.
Untuk memperbaiki senter, Anda perlu set minimal peralatan:
- besi solder;
- aliran;
- pateri;
- Obeng;
- multimeter.
Untuk sampai ke sumber cahaya, Anda perlu melepaskan kepala lentera, biasanya dipasang pada sambungan berulir.
Dalam mode tes dioda atau pengukuran resistansi, periksa apakah LED berfungsi dengan baik. Untuk melakukan ini, sentuh probe hitam dan merah ke ujung LED, pertama di satu posisi, lalu tukar merah dan hitam.
Jika dioda berfungsi, maka di salah satu posisi akan ada resistansi rendah, dan di posisi lain - tinggi. Dengan cara ini Anda menentukan bahwa dioda baik dan mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Selama pengujian, dioda mungkin memancarkan cahaya lemah.
Jika tidak, akan terjadi korsleting atau resistansi tinggi (terbuka) di kedua posisi. Maka Anda perlu mengganti dioda di lampu.
Sekarang Anda perlu melepaskan LED dari lampu dan, mengamati polaritasnya, menyolder yang baru. Hati-hati saat memilih LED, pertimbangkan konsumsi dan voltase saat ini yang dirancangnya.
Jika Anda mengabaikan parameter ini - paling banter, senter akan cepat mati, paling buruk - pengemudi akan gagal.
Driver adalah perangkat untuk menyalakan LED dengan arus stabil dari berbagai sumber. Driver diproduksi secara industri untuk catu daya dari jaringan 220 volt, dari jaringan listrik mobil - 12-14,7 volt, dari baterai Li-ion, misalnya ukuran 18650. Senter paling kuat dilengkapi dengan driver.
Meningkatkan kekuatan senter
Jika Anda tidak puas dengan kecerahan senter Anda atau Anda mengetahui cara mengganti LED di senter dan ingin memutakhirkannya, sebelum membeli model tugas berat, pelajari prinsip dasar pengoperasian LED dan batasan pengoperasiannya.
Matriks dioda tidak suka panas berlebih - ini adalah dalil utama! Dan mengganti LED di senter dengan yang lebih bertenaga dapat menyebabkan situasi seperti itu. Perhatikan model di mana dioda yang lebih kuat dipasang dan bandingkan dengan milik Anda, jika ukuran dan desainnya serupa, ubahlah.
Jika senter Anda lebih kecil, diperlukan pendinginan tambahan. Kami menulis lebih banyak tentang membuat radiator dengan tangan kami sendiri.
Jika Anda mencoba memasang raksasa seperti Cree MK-R di senter gantungan kunci mini, itu akan cepat gagal karena terlalu panas dan hanya membuang-buang uang. Sedikit peningkatan daya (beberapa watt) dapat diterima tanpa memutakhirkan senter itu sendiri.
Jika tidak, proses penggantian merek LED pada senter dengan yang lebih bertenaga dijelaskan di atas.
Polisi Lentera
Senter LED polisi dengan shocker Senter semacam itu bersinar terang dan dapat berfungsi sebagai alat pertahanan diri. Namun, mereka juga bermasalah dengan LED.
Cara mengganti LED di senter Polisi
Berbagai macam model sangat sulit untuk dicakup dalam satu artikel, tetapi rekomendasi perbaikan umum dapat diberikan.
- Saat memperbaiki senter dengan stun gun hati-hati, disarankan menggunakan sarung tangan karet untuk menghindari sengatan listrik.
- Lentera dengan pelindung debu dan kelembapan dipasang pada sejumlah besar sekrup. Panjangnya berbeda, jadi buat catatan di mana Anda membuka sekrup satu atau lainnya.
- Sistem optik senter Polisi memungkinkan Anda menyesuaikan diameter titik cahaya. Saat membongkar bodi, beri tanda pada posisi bagian mana sebelum dilepas, jika tidak maka akan sulit untuk memasang kembali blok dengan lensa.
Mengganti LED, unit konverter tegangan, driver, baterai dimungkinkan menggunakan kit solder standar.
LED apa yang ada di lentera Cina?
Banyak produk sekarang dibeli di aliexpress, di mana Anda dapat menemukan produk asli dan salinan China yang tidak sesuai dengan deskripsi yang disebutkan. Harga perangkat semacam itu sebanding dengan harga aslinya.
Dalam senter di mana LED Cree dinyatakan, itu mungkin tidak benar-benar ada, paling banter akan ada jenis dioda yang sangat berbeda, paling buruk yang akan sulit dibedakan dari aslinya secara lahiriah.
Apa yang mungkin terjadi? LED murah dibuat dalam kondisi berteknologi rendah dan tidak memberikan daya yang dinyatakan. Mereka memiliki efisiensi rendah, dari mana mereka meningkatkan pemanasan kasing dan kristal. Seperti yang telah disebutkan, terlalu panas adalah yang paling banyak musuh jahat untuk perangkat LED.
Hal ini terjadi karena ketika dipanaskan melalui semikonduktor, arus meningkat, akibatnya pemanasan menjadi lebih kuat, daya dilepaskan lebih banyak lagi, seperti longsoran salju menyebabkan kerusakan atau kerusakan LED.
Jika Anda mencoba dan menghabiskan waktu mencari informasi, Anda dapat menentukan orisinalitas produk.
Bandingkan cree asli dan palsu LatticeBright adalah pabrikan LED Cina yang membuat produk sangat mirip dengan Cree, mungkin kecocokan desain (sarkasme).
Perbandingan salinan Cina dan Cree asli Di substrat, klon ini terlihat seperti ini. Anda dapat melihat berbagai bentuk substrat LED yang diproduksi di China.
Deteksi palsu oleh substrat untuk LED Palsu dibuat dengan cukup terampil, banyak penjual tidak menunjukkan "merek" ini dalam deskripsi produk dan di mana LED untuk lampu dibuat. Kualitas dioda semacam itu bukan yang terburuk di antara sampah Cina, tetapi jauh dari aslinya.
Memasang LED sebagai pengganti lampu pijar
Banyak barang lama memiliki pacuan kuda atau lentera di atas lampu pijar yang berdebu dan Anda dapat dengan mudah membuatnya menjadi LED. Untuk ini, ada solusi yang sudah jadi atau buatan sendiri.
Dengan bola lampu dan LED yang rusak, dengan sedikit kecerdikan dan solder, Anda dapat membuat pengganti yang bagus.
Tong besi dalam hal ini diperlukan untuk meningkatkan pembuangan panas dari LED. Selanjutnya, Anda perlu menyolder semua bagian satu sama lain dan memperbaikinya dengan lem.
Saat merakit, hati-hati - hindari korslet timah, lem panas atau tabung panas menyusut akan membantu dalam hal ini. Kontak pusat lampu harus disolder - sebuah lubang terbentuk. Lewati kabel resistor melaluinya.
Selanjutnya, Anda perlu menyolder keluaran bebas LED ke alas, dan resistor ke kontak pusat. Untuk tegangan 12 volt, Anda memerlukan resistor 500 Ohm, dan untuk tegangan 5 V - 50-100 Ohm, untuk daya dari baterai Li-ion 3.7V - 10-25 Ohm.
Cara membuat LED dari lampu pijar Memilih LED untuk senter jauh lebih sulit daripada menggantinya. Banyak parameter yang harus diperhitungkan: mulai dari kecerahan dan sudut hamburan, hingga pemanasan casing.
Selain itu, kita tidak boleh melupakan catu daya untuk dioda. Jika Anda menguasai semua yang dijelaskan di atas, perangkat Anda akan bersinar untuk waktu yang lama dan berkualitas tinggi!
Terlepas dari banyaknya pilihan senter LED dari berbagai desain di toko, amatir radio sedang mengembangkan sirkuit mereka sendiri untuk menyalakan LED putih super terang. Pada dasarnya, tugasnya adalah bagaimana menyalakan LED hanya dengan satu baterai atau akumulator, untuk melakukan penelitian praktis.
Setelah hasil positif diperoleh, sirkuit dibongkar, bagian-bagiannya dimasukkan ke dalam kotak, pengalaman selesai, dan kepuasan moral muncul. Seringkali penelitian berhenti di situ, tetapi terkadang pengalaman merakit simpul tertentu pada papan tempat memotong roti berubah menjadi desain nyata, dibuat sesuai dengan semua aturan seni. Berikut ini adalah beberapa rangkaian sederhana yang dikembangkan oleh amatir radio.
Dalam beberapa kasus, sangat sulit untuk menentukan siapa pembuat skema tersebut, karena skema yang sama muncul di situs yang berbeda dan di artikel yang berbeda. Seringkali penulis artikel dengan jujur \u200b\u200bmenulis bahwa artikel ini ditemukan di Internet, tetapi siapa yang pertama kali menerbitkan skema ini tidak diketahui. Banyak sirkuit yang disalin begitu saja dari papan lentera Cina yang sama.
Mengapa konverter diperlukan
Masalahnya adalah penurunan tegangan langsung, sebagai aturan, tidak kurang dari 2,4 ... 3,4V, oleh karena itu tidak mungkin menyalakan LED dari satu baterai dengan tegangan 1,5V, dan terlebih lagi dari a baterai dengan tegangan 1.2V. Ada dua pintu keluar. Gunakan baterai yang terdiri dari tiga atau lebih sel galvanik, atau buat setidaknya yang paling sederhana.
Ini adalah konverter yang memungkinkan Anda menyalakan senter hanya dengan satu baterai. Solusi ini mengurangi biaya catu daya, dan juga memungkinkan Anda untuk menggunakan lebih penuh: banyak konverter beroperasi dengan debit baterai yang dalam hingga 0,7V! Menggunakan konverter juga memungkinkan Anda mengurangi ukuran senter.
Sirkuit adalah generator pemblokiran. Ini adalah salah satu sirkuit elektronik klasik, jadi dengan perakitan yang tepat dan suku cadang yang dapat diservis, sirkuit ini langsung bekerja. Hal utama dalam rangkaian ini adalah melilitkan trafo Tr1 dengan benar, agar tidak membingungkan pentahapan belitan.
Sebagai inti transformator, Anda dapat menggunakan cincin ferit dari papan yang buruk. Cukup melilitkan beberapa lilitan kawat berinsulasi dan menghubungkan belitan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Trafo dapat dililitkan dengan kawat belitan jenis PEV atau PEL dengan diameter tidak lebih dari 0,3 mm, yang memungkinkan Anda untuk memasang jumlah putaran yang sedikit lebih besar pada cincin, setidaknya 10 ... 15, yang agak akan meningkatkan pengoperasian sirkuit.
Belitan harus dililit menjadi dua kabel, lalu sambungkan ujung belitan, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Awal belitan pada diagram ditunjukkan oleh sebuah titik. Karena Anda dapat menggunakan daya rendah apa pun Transistor NPN konduktivitas: KT315, KT503 dan sejenisnya. Saat ini, lebih mudah menemukan transistor impor, seperti BC547.
Jika tidak ada transistor di tangan struktur n-p-n, maka Anda dapat menerapkan, misalnya KT361 atau KT502. Namun, dalam hal ini, Anda harus mengubah polaritas baterai.
Resistor R1 dipilih sesuai dengan cahaya terbaik dari LED, meskipun sirkuit berfungsi meskipun hanya diganti dengan jumper. Skema di atas dimaksudkan hanya "untuk jiwa", untuk eksperimen. Jadi setelah delapan jam operasi terus menerus pada satu LED, baterai dari 1.5V "duduk" ke 1.42V. Kita dapat mengatakan bahwa itu hampir tidak habis.
Untuk mempelajari kapasitas beban rangkaian, Anda dapat mencoba menghubungkan beberapa LED lagi secara paralel. Misalnya, dengan empat LED, rangkaian terus bekerja dengan cukup stabil, dengan enam LED transistor mulai memanas, dengan delapan LED kecerahan turun secara nyata, transistor menjadi sangat panas. Dan skema itu, bagaimanapun, terus bekerja. Tetapi ini hanya dalam urutan penelitian ilmiah, karena transistor dalam mode ini tidak akan berfungsi untuk waktu yang lama.
Jika Anda berencana membuat senter sederhana berdasarkan skema ini, maka Anda harus menambahkan beberapa detail lagi, yang akan memberikan cahaya LED yang lebih terang.
Sangat mudah untuk melihat bahwa di sirkuit ini LED ditenagai bukan dengan pulsa, tetapi dengan arus searah. Secara alami, dalam hal ini, kecerahan pancaran akan sedikit lebih tinggi, dan tingkat denyut cahaya yang dipancarkan akan jauh lebih sedikit. Setiap dioda frekuensi tinggi cocok sebagai dioda, misalnya KD521 ().
Konverter tersedak
Rangkaian sederhana lainnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ini agak lebih rumit daripada rangkaian pada Gambar 1, berisi 2 transistor, tetapi alih-alih transformator dengan dua belitan, ia hanya memiliki induktor L1. Tersedak seperti itu dapat dililitkan pada cincin dari lampu hemat energi yang sama, yang hanya perlu melilitkan 15 lilitan kawat berliku dengan diameter 0,3 ... 0,5 mm.
Dengan pengaturan choke yang ditentukan, LED dapat memperoleh hingga 3,8V (penurunan tegangan maju pada LED 5730 adalah 3,4V), yang cukup untuk menyalakan LED 1W. Penyesuaian rangkaian terdiri dari pemilihan kapasitansi kapasitor C1 dalam kisaran ± 50% sesuai dengan kecerahan maksimum LED. Sirkuit beroperasi ketika tegangan suplai turun menjadi 0,7V, yang memastikan penggunaan maksimum kapasitas baterai.
Jika rangkaian yang dipertimbangkan dilengkapi dengan penyearah pada dioda D1, filter pada kapasitor C1, dan dioda zener D2, Anda mendapatkan catu daya berdaya rendah yang dapat digunakan untuk memberi daya pada rangkaian op-amp atau komponen elektronik lainnya. Dalam hal ini, induktansi induktor dipilih dalam 200 ... 350 μH, dioda D1 dengan penghalang Schottky, dioda zener D2 dipilih sesuai dengan tegangan rangkaian umpan.
Dengan kombinasi keadaan yang berhasil, dengan menggunakan konverter seperti itu, Anda bisa mendapatkan tegangan 7 ... 12V pada keluarannya. Jika Anda bermaksud menggunakan konverter untuk menyalakan hanya LED, dioda zener D2 dapat dikecualikan dari sirkuit.
Semua sirkuit yang dipertimbangkan adalah sumber tegangan yang paling sederhana: pembatasan arus melalui LED dilakukan dengan cara yang hampir sama seperti yang dilakukan di berbagai fobs kunci atau korek api dengan LED.
LED melalui tombol daya, tanpa resistor pembatas, ditenagai oleh 3 ... 4 baterai disk kecil, resistansi internal yang membatasi arus melalui LED pada tingkat yang aman.
Sirkuit Umpan Balik Saat Ini
Dan LED, bagaimanapun, adalah perangkat saat ini. Bukan tanpa alasan arus searah ditunjukkan dalam dokumentasi untuk LED. Oleh karena itu, rangkaian nyata untuk menyalakan LED berisi umpan balik arus: segera setelah arus melalui LED mencapai nilai tertentu, tahap keluaran terputus dari catu daya.
Penstabil tegangan juga bekerja persis sama, hanya ada umpan balik tegangan. Sirkuit untuk menyalakan LED dengan umpan balik saat ini ditunjukkan di bawah ini.
Setelah pemeriksaan lebih dekat, Anda dapat melihat bahwa dasar rangkaian adalah osilator pemblokiran yang sama, yang dipasang pada transistor VT2. Transistor VT1 adalah kontrol di sirkuit umpan balik. Umpan balik dalam skema ini berfungsi sebagai berikut.
LED ditenagai oleh tegangan yang disimpan pada kapasitor elektrolitik. Kapasitor diisi melalui dioda dengan tegangan pulsa dari kolektor transistor VT2. Tegangan yang diperbaiki digunakan untuk menyalakan LED.
Arus melalui LED melewati jalur berikut: pelat kapasitor positif, LED dengan resistor pembatas, resistor umpan balik arus (sensor) Roc, pelat negatif kapasitor elektrolitik.
Dalam hal ini, penurunan tegangan dibuat pada resistor umpan balik Uoc=I*Roc, di mana I adalah arus melalui LED. Ketika tegangan melintasi meningkat (generator masih bekerja dan mengisi kapasitor), arus melalui LED meningkat, dan akibatnya, tegangan melintasi resistor umpan balik Roc juga meningkat.
Ketika Uoc mencapai 0,6V, transistor VT1 terbuka, menutup sambungan basis-emitor transistor VT2. Transistor VT2 menutup, generator pemblokiran berhenti dan berhenti mengisi kapasitor elektrolitik. Di bawah pengaruh beban, kapasitor dilepaskan, tegangan melintasi kapasitor turun.
Mengurangi tegangan pada kapasitor menyebabkan penurunan arus melalui LED, dan akibatnya, penurunan tegangan umpan balik Uoc. Oleh karena itu, transistor VT1 menutup dan tidak mengganggu pengoperasian generator pemblokiran. Generator menyala dan seluruh siklus berulang berulang kali.
Dengan mengubah resistansi resistor umpan balik, dimungkinkan untuk mengubah arus melalui LED dalam rentang yang luas. Sirkuit semacam itu disebut switching stabilizer saat ini.
Stabilisator arus terintegrasi
Saat ini, stabilisator LED saat ini diproduksi dalam versi terintegrasi. Contohnya termasuk sirkuit mikro khusus ZXLD381, ZXSC300. Sirkuit yang ditunjukkan di bawah ini diambil dari lembar data (DataSheet) dari sirkuit mikro ini.
Angka tersebut menunjukkan perangkat chip ZXLD381. Ini berisi generator PWM (Kontrol Pulsa), sensor arus (Rsense) dan transistor keluaran. Hanya ada dua bagian yang menggantung. Ini adalah LED dan choke L1. Rangkaian switching tipikal ditunjukkan pada gambar berikut. Sirkuit mikro diproduksi dalam paket SOT23. Frekuensi pembangkitan 350KHz diatur oleh kapasitor internal, tidak dapat diubah. Efisiensi perangkat adalah 85%, mulai di bawah beban sudah dimungkinkan pada tegangan suplai 0,8V.
Tegangan maju LED tidak boleh lebih dari 3,5V, seperti yang ditunjukkan pada baris paling bawah di bawah gambar. Arus melalui LED dikontrol dengan mengubah induktansi induktor, seperti yang ditunjukkan pada tabel di sisi kanan gambar. Kolom tengah menunjukkan arus puncak, kolom terakhir menunjukkan arus rata-rata melalui LED. Untuk mengurangi tingkat denyut dan meningkatkan kecerahan pancaran, dimungkinkan untuk menggunakan penyearah dengan filter.
Di sini kami menggunakan LED dengan tegangan maju 3,5V, dioda frekuensi tinggi D1 dengan penghalang Schottky, kapasitor C1, lebih disukai dengan nilai resistansi seri ekuivalen rendah (ESR rendah). Persyaratan ini diperlukan untuk meningkatkan efisiensi perangkat secara keseluruhan, untuk memanaskan dioda dan kapasitor sesedikit mungkin. Arus keluaran dipilih dengan memilih induktansi induktor tergantung pada daya LED.
Ini berbeda dari ZXLD381 karena tidak memiliki transistor keluaran internal dan resistor indera arus. Solusi ini memungkinkan Anda meningkatkan arus keluaran perangkat secara signifikan, dan karenanya menggunakan LED daya yang lebih tinggi.
Resistor eksternal R1 digunakan sebagai sensor arus, dengan mengubah nilainya, Anda dapat mengatur arus yang diperlukan tergantung pada jenis LED. Perhitungan resistor ini dibuat sesuai dengan rumus yang diberikan dalam lembar data untuk chip ZXSC300. Kami tidak akan memberikan rumus ini di sini, jika perlu, mudah untuk menemukan lembar data dan mengintip rumus dari sana. Arus keluaran hanya dibatasi oleh parameter transistor keluaran.
Saat Anda pertama kali menyalakan semua sirkuit yang dijelaskan, disarankan untuk menghubungkan baterai melalui resistor 10 Ohm. Ini akan membantu menghindari kematian transistor jika, misalnya, belitan transformator tidak terhubung dengan benar. Jika LED menyala dengan resistor ini, maka resistor dapat dilepas dan pengaturan lebih lanjut dapat dilakukan.
Boris Aladyshkin
Ketersediaan dan harga yang relatif rendah untuk dioda pemancar cahaya (LED) super terang memungkinkannya digunakan di berbagai perangkat amatir. Amatir radio pemula yang menggunakan LED untuk pertama kali dalam desain mereka sering bertanya-tanya bagaimana cara menghubungkan LED ke baterai? Setelah membaca materi ini, pembaca akan belajar cara menyalakan LED dari hampir semua baterai, skema koneksi LED apa yang dapat digunakan dalam kasus tertentu, cara menghitung elemen rangkaian.
Baterai apa yang dapat dihubungkan ke LED?
Pada prinsipnya, Anda cukup menyalakan LED dari baterai apa pun. Sirkuit elektronik yang dikembangkan oleh amatir radio dan profesional memungkinkan untuk berhasil mengatasi tugas ini. Hal lain adalah berapa lama sirkuit akan bekerja terus menerus dengan LED (LED) tertentu dan baterai atau baterai tertentu.
Untuk memperkirakan waktu ini, Anda harus tahu bahwa salah satu karakteristik utama baterai apa pun, baik unsur kimia atau baterai, adalah kapasitasnya. Kapasitas baterai - C dinyatakan dalam ampere-jam. Misalnya, kapasitas baterai jari AAA biasa, tergantung pada jenis dan pabrikannya, dapat berkisar dari 0,5 hingga 2,5 ampere-jam. Pada gilirannya, dioda pemancar cahaya dicirikan oleh arus kerja, yang bisa puluhan dan ratusan miliampere. Dengan demikian, kira-kira Anda dapat menghitung berapa lama baterai bertahan menggunakan rumus:
T= (C*U baht)/(U kerja dipimpin *I kerja dipimpin)
Dalam rumus ini, pembilangnya adalah pekerjaan yang dapat dilakukan baterai, dan penyebutnya adalah daya yang dikonsumsi oleh dioda pemancar cahaya. Rumusnya tidak memperhitungkan efisiensi rangkaian tertentu dan fakta bahwa sangat bermasalah untuk menggunakan seluruh kapasitas baterai sepenuhnya.
Saat mendesain perangkat bertenaga baterai, mereka biasanya mencoba memastikan bahwa konsumsinya saat ini tidak melebihi 10 - 30% dari kapasitas baterai. Dipandu oleh pertimbangan ini dan rumus di atas, Anda dapat memperkirakan berapa banyak baterai dengan kapasitas tertentu yang dibutuhkan untuk menyalakan LED tertentu.
Cara menghubungkan dari baterai AA 1.5V
Sayangnya, tidak ada cara mudah untuk menyalakan LED dengan satu baterai AA. Faktanya adalah tegangan operasi dioda pemancar cahaya biasanya melebihi 1,5 V. Untuk nilai ini, nilai ini terletak pada kisaran 3,2 - 3,4V. Oleh karena itu, untuk menyalakan LED dari satu baterai, Anda perlu memasang konverter tegangan. Di bawah ini adalah diagram konverter tegangan sederhana pada dua transistor yang dapat digunakan untuk menyalakan 1 - 2 LED super terang dengan arus kerja 20 miliampere.
Konverter ini adalah osilator pemblokiran yang dipasang pada transistor VT2, trafo T1, dan resistor R1. Generator pemblokiran menghasilkan pulsa tegangan yang beberapa kali lebih tinggi dari tegangan sumber listrik. Diode VD1 memperbaiki pulsa ini. Induktor L1, kapasitor C2 dan C3 adalah elemen filter penghalus.
Transistor VT1, resistor R2 dan dioda zener VD2 adalah elemen pengatur tegangan. Ketika tegangan melintasi kapasitor C2 melebihi 3,3 V, dioda zener terbuka dan penurunan tegangan terjadi pada resistor R2. Pada saat yang sama, transistor pertama akan terbuka dan mengunci VT2, generator pemblokiran akan berhenti bekerja. Dengan demikian, tegangan keluaran konverter distabilkan pada level 3,3 V.
Sebagai VD1, lebih baik menggunakan dioda Schottky, yang memiliki penurunan tegangan rendah dalam keadaan terbuka.
Transformer T1 dapat dililitkan pada cincin ferit grade 2000NN. Diameter cincin bisa 7 - 15 mm. Sebagai inti, Anda dapat menggunakan cincin dari konverter bola lampu hemat energi, gulungan filter catu daya komputer, dll. Gulungan dibuat dengan kawat berenamel dengan diameter 0,3 mm, masing-masing 25 putaran.
Skema ini dapat disederhanakan tanpa rasa sakit dengan menghilangkan elemen stabilisasi. Pada prinsipnya, rangkaian dapat dilakukan tanpa choke dan salah satu kapasitor C2 atau C3. Bahkan seorang amatir radio pemula dapat merakit sirkuit yang disederhanakan dengan tangannya sendiri.
Rangkaiannya juga bagus karena akan bekerja terus menerus hingga tegangan catu daya turun menjadi 0,8 V.
Cara menghubungkan dari baterai 3V
Anda dapat menyambungkan LED super terang ke baterai 3V tanpa menggunakan komponen tambahan apa pun. Karena tegangan pengoperasian LED sedikit lebih dari 3 V, LED tidak akan bersinar dengan kekuatan penuh. Kadang-kadang bahkan bisa membantu. Misalnya, menggunakan LED dengan sakelar dan baterai disk 3 V (populer disebut tablet) yang digunakan di motherboard komputer, Anda dapat membuat gantungan kunci senter kecil. Senter miniatur seperti itu dapat berguna dalam berbagai situasi.
Dari baterai seperti itu - tablet 3 Volt Anda dapat menyalakan LED
Menggunakan beberapa baterai 1,5 V dan konverter komersial atau buatan sendiri untuk menyalakan satu atau lebih LED, Anda dapat membuat desain yang lebih serius. Diagram salah satu konverter (penguat) ini ditunjukkan pada gambar.
Booster berdasarkan chip LM3410 dan beberapa attachment memiliki karakteristik sebagai berikut:
- tegangan input 2,7 - 5,5 V.
- arus keluaran maksimum hingga 2,4 A.
- jumlah LED yang terhubung dari 1 hingga 5.
- frekuensi konversi dari 0,8 menjadi 1,6 MHz.
Arus keluaran konverter dapat disesuaikan dengan mengubah resistansi resistor pengukur R1. Terlepas dari kenyataan bahwa dari dokumentasi teknis dapat disimpulkan bahwa rangkaian mikro dirancang untuk menghubungkan 5 LED, sebenarnya dapat dihubungkan dengan 6. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa tegangan keluaran maksimum dari chip adalah 24 V. LM3410 juga memungkinkan LED menyala (peredupan). Untuk tujuan ini, output keempat dari sirkuit mikro (DIMM) digunakan. Peredupan dapat dilakukan dengan mengubah arus input pin ini.
Cara menghubungkan dari baterai Krona 9V
"Krona" memiliki kapasitas yang relatif kecil dan sangat tidak cocok untuk menyalakan LED berdaya tinggi. Arus maksimum baterai semacam itu tidak boleh melebihi 30 - 40 mA. Oleh karena itu, lebih baik menghubungkan 3 dioda pemancar cahaya yang dihubungkan secara seri dengan arus operasi 20 mA. Mereka, seperti dalam hal menghubungkan ke baterai 3 volt, tidak akan bersinar dengan kekuatan penuh, tetapi di sisi lain, baterai akan bertahan lebih lama.
Skema daya baterai Krona
Dalam satu bahan, sulit untuk mencakup semua variasi cara menghubungkan LED ke baterai dengan voltase dan kapasitas berbeda. Kami mencoba berbicara tentang desain yang paling andal dan sederhana. Kami berharap materi ini bermanfaat bagi pemula dan amatir radio yang lebih berpengalaman.
LED adalah dioda yang menyala ketika arus mengalir melaluinya. Dalam bahasa Inggris, LED disebut light emitting diode, atau LED.
Warna cahaya LED tergantung pada aditif yang ditambahkan ke semikonduktor. Jadi, misalnya, pengotor aluminium, helium, indium, fosfor menyebabkan pijar dari merah menjadi warna kuning. Indium, gallium, nitrogen menyebabkan LED menyala dari biru menjadi hijau. Ketika fosfor ditambahkan ke kristal pendar biru, LED akan menyala putih. Saat ini, industri memproduksi LED bercahaya dari semua warna pelangi, tetapi warnanya tidak bergantung pada warna casing LED, tetapi pada bahan kimia tambahan dalam kristalnya. LED warna apa pun dapat memiliki bodi transparan.
LED pertama dibuat pada tahun 1962 di University of Illinois. Pada awal 1990-an, LED terang muncul, dan beberapa saat kemudian yang super terang.
Keunggulan LED dibandingkan lampu pijar tidak dapat disangkal, yaitu:
* Konsumsi daya rendah - 10 kali lebih efisien daripada bola lampu
* Umur panjang - hingga 11 tahun operasi berkelanjutan
* Daya tahan tinggi - tidak takut getaran dan guncangan
* Berbagai macam warna
* Kemampuan untuk bekerja dengan tegangan rendah
* Keselamatan lingkungan dan kebakaran - tidak adanya zat beracun di LED. LED tidak memanas, yang mencegah kebakaran.
Penandaan LED
Beras. satu. Desain indikator LED 5 mm
Kristal LED ditempatkan di reflektor. Reflektor ini mengatur sudut hamburan awal.
Cahaya kemudian melewati rumah resin epoksi. Ini mencapai lensa - dan kemudian mulai menyebar ke samping pada suatu sudut tergantung pada desain lensa, dalam praktiknya - dari 5 hingga 160 derajat.
LED yang memancarkan dapat dibagi menjadi dua kelompok besar: LED radiasi tampak dan LED inframerah (IR). Yang pertama digunakan sebagai indikator dan sumber penerangan, yang terakhir - di perangkat remote control, transceiver IR, dan sensor.
Dioda pemancar cahaya ditandai dengan kode warna (Tabel 1). Pertama, Anda perlu menentukan jenis LED berdasarkan desain casingnya (Gbr. 1), lalu memperjelasnya dengan penandaan warna sesuai tabel.
Beras. 2. Jenis rumah LED
Warna LED
LED datang dalam hampir semua warna: merah, oranye, kuning, kuning, hijau, biru dan putih. LED biru dan putih sedikit lebih mahal daripada warna lain.
Warna LED ditentukan oleh jenis bahan semikonduktor yang dibuatnya, bukan oleh warna plastik di rumah mereka. LED warna apa pun datang dalam wadah tidak berwarna, dalam hal ini warnanya hanya dapat dikenali dengan menyalakannya ...
Tabel 1. Penandaan LED
LED multiwarna
LED multi-warna diatur secara sederhana, sebagai aturan, merah dan hijau digabungkan menjadi satu rumahan dengan tiga kaki. Dengan mengubah kecerahan atau jumlah pulsa pada masing-masing kristal, Anda dapat memperoleh warna cahaya yang berbeda.
LED terhubung ke sumber arus, anoda ke plus, katoda ke minus. Minus (katoda) LED biasanya ditandai dengan potongan casing kecil atau kabel yang lebih pendek, tetapi ada pengecualian, jadi lebih baik mengklarifikasi fakta ini di spesifikasi teknis LED tertentu.
Dengan tidak adanya tanda ini, polaritas juga dapat ditentukan secara empiris dengan menghubungkan LED secara singkat ke tegangan suplai melalui resistor yang sesuai. Namun, ini bukan cara terbaik untuk menentukan polaritas. Selain itu, untuk menghindari kerusakan termal pada LED atau penurunan tajam dalam masa pakainya, tidak mungkin menentukan polaritas dengan "metode poke" tanpa resistor pembatas arus. Untuk pengujian cepat, resistor dengan resistansi nominal 1kΩ cocok untuk sebagian besar LED jika tegangannya 12V atau kurang.
Anda harus segera memperingatkan: Anda tidak boleh mengarahkan sinar LED langsung ke mata Anda (serta ke mata teman) dari jarak dekat, yang dapat merusak penglihatan Anda.
Tegangan suplai
Dua karakteristik utama LED adalah penurunan tegangan dan arus. Biasanya LED diberi peringkat 20mA, tetapi ada pengecualian, misalnya, LED empat chip biasanya diberi peringkat 80mA, karena satu paket LED berisi empat kristal semikonduktor, yang masing-masing mengkonsumsi 20mA. Untuk setiap LED, ada nilai yang diizinkan dari tegangan suplai Umax dan Umaxrev (masing-masing untuk pengalihan langsung dan mundur). Ketika tegangan diterapkan di atas nilai-nilai ini, gangguan listrik terjadi, akibatnya LED gagal. Ada juga nilai minimum tegangan suplai Umin, di mana LED menyala. Kisaran tegangan suplai antara Umin dan Umax disebut zona "bekerja", karena di sinilah pengoperasian LED dipastikan.
Tegangan suplai - parameter untuk LED tidak berlaku. LED tidak memiliki karakteristik ini, jadi Anda tidak dapat menyambungkan LED ke sumber daya secara langsung. Hal utama adalah bahwa tegangan dari mana (melalui resistor) LED dinyalakan harus lebih tinggi daripada penurunan tegangan langsung LED (penurunan tegangan langsung ditunjukkan dalam karakteristik alih-alih tegangan suplai dan untuk LED indikator konvensional itu berkisar antara 1,8 hingga 3,6 volt rata-rata).
Tegangan yang tertera pada kemasan LED bukanlah tegangan suplai. Ini adalah penurunan tegangan pada LED. Nilai ini diperlukan untuk menghitung tegangan sisa yang "tidak turun" pada LED, yang termasuk dalam rumus untuk menghitung resistansi resistor pembatas arus, karena itu perlu diatur.
Mengubah tegangan suplai hanya sepersepuluh volt pada LED bersyarat (dari 1,9 menjadi 2 volt) akan menyebabkan peningkatan lima puluh persen arus yang mengalir melalui LED (dari 20 menjadi 30 miliampere).
Untuk setiap salinan LED dengan peringkat yang sama, voltase yang cocok untuknya mungkin berbeda. Dengan menyalakan beberapa LED dengan peringkat yang sama secara paralel, dan menghubungkannya ke voltase, misalnya, 2 volt, kami berisiko membakar beberapa salinan dengan cepat dan menyalakan yang lain karena penyebaran karakteristik. Oleh karena itu, saat menyambungkan LED, perlu dipantau bukan tegangannya, tetapi arusnya.
Jumlah arus untuk LED adalah parameter utama, dan biasanya adalah 10 atau 20 miliampere. Tidak peduli apa ketegangannya. Yang utama adalah arus yang mengalir di rangkaian LED sesuai dengan arus nominal untuk LED. Dan arus diatur oleh resistor yang dihubungkan secara seri, yang nilainya dihitung dengan rumus:
R
Upit adalah tegangan catu daya dalam volt.
Turun- penurunan tegangan langsung pada LED dalam volt (ditunjukkan dalam spesifikasi dan biasanya di wilayah 2 volt). Ketika beberapa LED dinyalakan secara seri, besarnya penurunan tegangan bertambah.
Saya- arus maju maksimum LED dalam ampere (ditunjukkan dalam karakteristik dan biasanya 10 atau 20 miliampere, yaitu 0,01 atau 0,02 ampere). Ketika beberapa LED dihubungkan secara seri, arus maju tidak bertambah.
0,75
adalah faktor keandalan untuk LED.
Anda juga tidak boleh melupakan kekuatan resistor. Anda dapat menghitung daya menggunakan rumus:
P adalah kekuatan resistor dalam watt.
Upit- tegangan efektif (efektif, rms) sumber daya dalam volt.
Turun- penurunan tegangan langsung pada LED dalam volt (ditunjukkan dalam spesifikasi dan biasanya di wilayah 2 volt). Ketika beberapa LED dinyalakan secara seri, besarnya penurunan tegangan bertambah. .
R adalah resistansi resistor dalam ohm.
Perhitungan resistor pembatas arus dan kekuatannya untuk satu LED
Karakteristik khas LED
Parameter tipikal LED indikator putih: arus 20 mA, tegangan 3,2 V. Dengan demikian, dayanya adalah 0,06 W.
Disebut juga LED berdaya rendah dipasang di permukaan - SMD. Mereka menerangi tombol di ponsel Anda, layar monitor Anda, jika itu LED-backlit, mereka digunakan untuk membuat strip LED dekoratif dengan perekat dan banyak lagi. Ada dua jenis yang paling umum: SMD 3528 dan SMD 5050. Yang pertama mengandung kristal yang sama dengan LED indikator dengan lead, yaitu kekuatannya 0,06 W. Tapi yang kedua - tiga kristal seperti itu, jadi tidak bisa lagi disebut LED - ini adalah rakitan LED. Merupakan kebiasaan untuk memanggil LED SMD 5050, tetapi ini tidak sepenuhnya benar. Ini adalah majelis. Daya totalnya masing-masing adalah 0,2 watt.
Tegangan operasi LED tergantung pada bahan semikonduktor dari mana ia dibuat, masing-masing ada hubungan antara warna LED dan tegangan operasinya.
Tabel drop tegangan LED tergantung pada warna
Dengan besarnya penurunan tegangan saat menguji LED dengan multimeter, Anda dapat menentukan perkiraan warna cahaya LED sesuai tabel.
Pergantian LED secara serial dan paralel
Saat menghubungkan LED secara seri, resistansi resistor pembatas dihitung dengan cara yang sama seperti dengan satu LED, hanya penurunan tegangan semua LED ditambahkan bersama sesuai dengan rumus:
Saat menghubungkan LED secara seri, penting untuk diketahui bahwa semua LED yang digunakan dalam karangan bunga harus dari merek yang sama. Pernyataan ini tidak boleh dianggap sebagai aturan, tetapi sebagai hukum.
Untuk mengetahui berapa jumlah maksimum LED yang dapat digunakan dalam karangan bunga, sebaiknya gunakan rumus
* Nmax - jumlah LED maksimum yang diperbolehkan dalam karangan bunga
* Upit - Tegangan sumber listrik, seperti baterai atau akumulator. Dalam volt.
* Upr - Tegangan langsung LED diambil dari karakteristik paspornya (biasanya berkisar antara 2 hingga 4 volt). Dalam volt.
* Saat suhu berubah dan usia LED, Upr dapat meningkat. Coef. 1.5 memberikan margin untuk kasus seperti itu.
Dalam hitungan ini, "N" bisa berupa pecahan, seperti 5,8. Secara alami, Anda tidak akan dapat menggunakan 5,8 LED, oleh karena itu, bagian pecahan dari angka tersebut harus dibuang, hanya menyisakan bilangan bulat, yaitu 5.
Resistor pembatas untuk sambungan seri LED dihitung dengan cara yang sama seperti untuk sambungan tunggal. Namun dalam rumus, satu variabel lagi "N" ditambahkan - jumlah LED di karangan bunga. Sangat penting bahwa jumlah LED dalam karangan bunga kurang dari atau sama dengan "Nmax" - jumlah LED maksimum yang diperbolehkan. Secara umum, kondisi berikut harus dipenuhi: N = 
Semua perhitungan lainnya dilakukan dengan cara yang sama seperti menghitung resistor saat LED dihidupkan sendiri.
Jika tegangan catu daya tidak cukup bahkan untuk dua LED yang terhubung seri, maka setiap LED harus memiliki resistor pembatasnya sendiri.
Memparalelkan LED dengan resistor umum adalah ide yang buruk. Sebagai aturan, LED memiliki berbagai parameter, masing-masing memerlukan voltase yang sedikit berbeda, yang membuat sambungan seperti itu praktis tidak beroperasi. Salah satu dioda akan menyala lebih terang dan mengambil lebih banyak arus hingga gagal. Sambungan seperti itu sangat mempercepat degradasi alami kristal LED. Jika LED dihubungkan secara paralel, setiap LED harus memiliki resistor pembatasnya sendiri.
Koneksi serial LED juga lebih disukai dari sudut pandang konsumsi sumber daya yang ekonomis: seluruh rangkaian seri mengkonsumsi arus sebanyak satu LED. Dan ketika mereka terhubung secara paralel, arusnya berkali-kali lebih besar dari berapa banyak LED paralel yang kita miliki.
Menghitung resistor pembatas untuk LED yang terhubung seri sesederhana untuk satu pun. Kami cukup menjumlahkan tegangan semua LED, kurangi jumlah yang dihasilkan dari tegangan catu daya (ini akan menjadi penurunan tegangan pada resistor) dan membaginya dengan arus LED (biasanya 15 - 20 mA).
Dan jika kita memiliki banyak LED, beberapa lusin, dan sumber daya tidak memungkinkan kita untuk menghubungkan semuanya secara seri (tegangan tidak cukup)? Kemudian kami menentukan, berdasarkan tegangan sumber listrik, berapa banyak LED yang dapat kami sambungkan secara seri. Misalnya, untuk 12 volt, ini adalah 5 LED dua volt. Mengapa tidak 6? Tapi bagaimanapun juga, sesuatu juga harus jatuh pada resistor pembatas. Ini sisa 2 volt (12 - 5x2) dan ambil untuk perhitungan. Untuk arus 15 mA, hambatannya adalah 2/0,015 = 133 ohm. Standar terdekat adalah 150 ohm. Tapi rangkaian lima LED dan resistor masing-masing, kita sudah bisa menghubungkan sebanyak yang kita suka Metode ini disebut koneksi paralel-serial.
Jika ada LED merek berbeda, maka kami gabungkan sedemikian rupa sehingga setiap cabang hanya memiliki SATU jenis LED (atau dengan arus operasi yang sama). Dalam hal ini, tidak perlu mengamati voltase yang sama, karena kami menghitung resistansi kami sendiri untuk setiap cabang.
Selanjutnya, pertimbangkan sirkuit switching LED yang stabil. Mari kita bahas pembuatan stabilizer saat ini. Ada chip KR142EN12 (analog asing LM317), yang memungkinkan Anda membuat penstabil arus yang sangat sederhana. Untuk menyambungkan LED (lihat gambar), nilai resistansi dihitung R = 1,2 / I (1,2 - penurunan tegangan bukan penstabil) Yaitu, pada arus 20 mA, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohm. Stabilizer dirancang untuk tegangan maksimum 35 volt. Lebih baik tidak memaksakannya seperti itu dan menerapkan maksimum 20 volt. Dengan penyertaan ini, misalnya, LED putih 3,3 volt, dimungkinkan untuk memasok tegangan ke stabilizer dari 4,5 hingga 20 volt, sedangkan arus pada LED akan sesuai dengan nilai konstan 20 mA. Pada tegangan 20V, kami menemukan bahwa 5 LED putih dapat dihubungkan secara seri ke stabilizer seperti itu, tanpa mengkhawatirkan tegangan pada masing-masingnya, arus dalam rangkaian akan mengalir 20mA (tegangan berlebih akan padam pada stabilizer ).
Penting! Di perangkat dengan sejumlah besar LED, arus besar mengalir. Dilarang keras menghubungkan perangkat semacam itu ke catu daya yang dihidupkan. Dalam hal ini, percikan terjadi pada titik koneksi, yang menyebabkan munculnya pulsa arus besar di sirkuit. Pulsa ini menonaktifkan LED (terutama yang biru dan putih). Jika LED beroperasi dalam mode dinamis (terus-menerus menyala, mati, dan berkedip) dan mode ini didasarkan pada penggunaan relai, maka percikan api pada kontak relai harus dikecualikan.
Setiap rantai harus dirakit dari LED dengan parameter yang sama dan dari pabrikan yang sama.
Juga penting! Perubahan suhu sekitar mempengaruhi arus yang mengalir melalui kristal. Oleh karena itu, diinginkan untuk membuat perangkat agar arus yang mengalir melalui LED bukan 20 mA, tetapi 17-18 mA. Hilangnya kecerahan tidak akan signifikan, tetapi masa pakai yang lama dijamin.
Cara menyalakan LED dari jaringan 220 V.
Tampaknya semuanya sederhana: kami memasang resistor secara seri, dan hanya itu. Tetapi Anda perlu mengingat satu karakteristik penting dari LED: tegangan balik maksimum yang diijinkan. Kebanyakan LED memiliki sekitar 20 volt. Dan ketika Anda menghubungkannya ke jaringan dengan polaritas terbalik (arus bolak-balik, setengah periode berjalan ke satu arah, dan setengah lainnya ke arah yang berlawanan), tegangan amplitudo penuh dari jaringan akan diterapkan padanya - 315 volt! Dari mana datangnya sosok seperti itu? 220 V adalah tegangan efektif, sedangkan amplitudonya di (akar dari 2) \u003d 1,41 kali lebih banyak.
Oleh karena itu, untuk menghemat LED, Anda perlu memasang dioda secara seri dengannya, yang tidak akan membiarkan tegangan balik melewatinya.
Pilihan lain untuk menghubungkan LED ke listrik 220v:
Atau letakkan dua LED secara berurutan.
Opsi catu daya dengan resistor pendinginan bukanlah yang paling optimal: daya yang signifikan akan dilepaskan pada resistor. Memang, jika kita menerapkan resistor 24 kΩ (arus maksimum 13 mA), maka daya yang dihamburkan akan menjadi sekitar 3 watt. Anda dapat menguranginya hingga setengahnya dengan menyalakan dioda secara seri (maka panas akan dilepaskan hanya selama satu setengah siklus). Dioda harus untuk tegangan balik minimal 400 V. Saat Anda menyalakan dua LED penghitung (bahkan ada yang memiliki dua kristal dalam satu wadah, biasanya dengan warna berbeda, satu kristal berwarna merah, yang lain berwarna hijau), Anda dapat menempatkan dua resistor dua watt, masing-masing dengan resistansi dua kali lebih kecil.
Saya akan membuat reservasi bahwa dengan menggunakan resistor resistansi tinggi (misalnya, 200 kOhm), Anda dapat menyalakan LED tanpa dioda pelindung. Arus kerusakan terbalik akan terlalu rendah untuk menyebabkan kehancuran kristal. Tentu saja, kecerahannya sangat kecil, tetapi misalnya, untuk menyalakan sakelar di kamar tidur dalam kegelapan, itu sudah cukup.
Karena fakta bahwa arus dalam jaringan berubah-ubah, dimungkinkan untuk menghindari pemborosan listrik yang tidak perlu untuk memanaskan udara dengan resistor pembatas. Perannya dapat dimainkan oleh kapasitor yang melewati arus bolak-balik tanpa memanas. Mengapa demikian adalah pertanyaan terpisah, kami akan mempertimbangkannya nanti. Sekarang kita perlu tahu bahwa agar kapasitor dapat melewati arus bolak-balik, kedua setengah siklus jaringan harus melewatinya. Tetapi LED hanya mengalirkan arus dalam satu arah. Jadi, kami menempatkan dioda biasa (atau LED kedua) berlawanan dengan LED, dan itu akan melewatkan setengah siklus kedua.
Tetapi sekarang kami telah memutuskan sirkuit kami dari jaringan. Beberapa tegangan tetap ada pada kapasitor (hingga amplitudo penuh, jika kita ingat, sama dengan 315 V). Untuk menghindari sengatan listrik yang tidak disengaja, kami akan menyediakan resistor pelepasan bernilai tinggi secara paralel dengan kapasitor (sehingga selama operasi normal arus kecil mengalir melaluinya, yang tidak menyebabkannya memanas), yang ketika terputus dari jaringan , akan melepaskan kapasitor dalam sepersekian detik. Dan untuk melindungi dari arus pengisian pulsa, kami juga memasang resistor resistansi rendah. Ini juga akan memainkan peran sekering, langsung terbakar jika kapasitor rusak secara tidak sengaja (tidak ada yang bertahan selamanya, dan ini juga terjadi).
Kapasitor harus minimal 400 volt, atau khusus untuk rangkaian arus bolak-balik dengan tegangan minimal 250 volt.
Dan jika kita ingin membuat bola lampu LED dari beberapa LED? Kami menyalakan semuanya secara seri, dioda yang datang cukup untuk satu sama sekali.
Dioda harus dirancang untuk arus tidak kurang dari arus melalui LED, tegangan balik - tidak kurang dari jumlah tegangan pada LED. Lebih baik lagi, ambil LED dalam jumlah genap dan nyalakan secara anti-paralel.
Pada gambar, tiga LED digambar di setiap rantai, bahkan mungkin ada lebih dari selusin.
Bagaimana cara menghitung kapasitor? Dari tegangan amplitudo jaringan 315V, kami mengurangi jumlah penurunan tegangan pada LED (misalnya, untuk tiga yang putih, ini sekitar 12 volt). Kami mendapatkan penurunan tegangan melintasi kapasitor Naik \u003d 303 V. Kapasitansi dalam mikrofarad akan sama dengan (4,45 * I) / Atas, di mana I adalah arus yang diperlukan melalui LED dalam miliampere. Dalam kasus kami, untuk 20 mA, kapasitansi akan menjadi (4,45 * 20) / 303 = 89/303 ~= 0,3 uF. Anda dapat menempatkan dua kapasitor 0,15uF (150nF) secara paralel.
Kesalahan paling umum saat menghubungkan LED
1. Menghubungkan LED langsung ke sumber listrik tanpa pembatas arus (resistor atau chip driver khusus). Dibahas di atas. LED cepat mati karena jumlah arus yang tidak terkontrol dengan baik.
2. Menghubungkan LED yang terhubung secara paralel ke resistor umum. Pertama, karena kemungkinan parameter yang tersebar, LED akan menyala dengan kecerahan berbeda. Kedua, dan lebih penting lagi, jika salah satu LED gagal, arus yang kedua akan berlipat ganda, dan mungkin juga padam. Dalam hal menggunakan resistor tunggal, lebih baik menghubungkan LED secara seri. Kemudian, saat menghitung resistor, kami membiarkan arus tetap sama (misalnya, 10 mA), dan menambahkan penurunan tegangan maju LED (misalnya, 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).
3. Menyalakan LED secara seri, dirancang untuk arus yang berbeda. Dalam hal ini, salah satu LED akan aus atau bersinar redup - tergantung pada pengaturan resistor pembatas saat ini.
4. Pemasangan resistor dengan resistansi yang tidak mencukupi. Akibatnya, arus yang mengalir melalui LED terlalu besar. Karena sebagian energi diubah menjadi panas karena cacat pada kisi kristal, energi itu menjadi terlalu banyak pada arus tinggi. Kristal terlalu panas, akibatnya umur layanannya berkurang secara signifikan. Dengan perkiraan arus yang lebih tinggi, karena pemanasan daerah persimpangan p-n, hasil kuantum internal berkurang, kecerahan LED turun (ini terutama terlihat untuk LED merah), dan kristal mulai hancur secara dahsyat.
5. Menghubungkan LED ke sumber listrik AC (misalnya 220V) tanpa melakukan tindakan untuk membatasi tegangan balik. Sebagian besar LED memiliki batas tegangan balik sekitar 2 volt, sedangkan tegangan setengah siklus terbalik ketika LED mati menciptakan penurunan tegangan yang sama dengan tegangan suplai. Ada banyak skema berbeda yang mengecualikan efek destruktif dari tegangan balik. Yang paling sederhana dibahas di atas.
6. Pemasangan resistor dengan daya yang tidak mencukupi. Akibatnya, resistor menjadi sangat panas dan mulai melelehkan isolasi kabel yang menyentuhnya. Kemudian cat terbakar di atasnya, dan pada akhirnya runtuh di bawah pengaruh suhu tinggi. Resistor dapat dengan mudah menghilangkan tidak lebih dari daya yang dirancang untuk itu.
LED berkedip
Flashing LED (MSD) adalah LED dengan generator pulsa terintegrasi bawaan dengan frekuensi flash 1,5-3 Hz.
Terlepas dari kekompakannya, LED yang berkedip menyertakan generator chip semikonduktor dan beberapa elemen tambahan. Perlu juga dicatat bahwa LED yang berkedip cukup serbaguna - tegangan suplai LED semacam itu dapat berkisar dari 3 hingga 14 volt untuk tegangan tinggi, dan dari 1,8 hingga 5 volt untuk spesimen tegangan rendah.
Kualitas khas flashing set-diode:
- Ukuran kecil
Perangkat pensinyalan cahaya yang ringkas
Kisaran tegangan suplai lebar (hingga 14 volt)
Warna radiasi yang berbeda.
Dalam beberapa varian LED yang berkedip, beberapa (biasanya 3) LED multi-warna dengan interval flash yang berbeda dapat dipasang.
Penggunaan LED berkedip dibenarkan dalam perangkat kompak, di mana ada persyaratan tinggi untuk dimensi elemen radio dan catu daya - LED berkedip sangat ekonomis, karena rangkaian elektronik MSD dibuat pada struktur MOS. LED yang berkedip dapat dengan mudah menggantikan seluruh unit fungsional.
Penunjukan grafis bersyarat dari LED yang berkedip menyala diagram sirkuit tidak berbeda dengan penunjukan LED konvensional, kecuali garis panah bertitik dan melambangkan sifat kedipan LED.
Jika Anda melihat melalui rumah transparan dari LED yang berkedip, Anda akan melihat bahwa itu secara struktural terdiri dari dua bagian. Atas dasar katoda (terminal negatif), kristal dioda pemancar cahaya ditempatkan.
Chip osilator terletak di dasar terminal anoda.
Melalui tiga jumper kawat emas, semua bagian dari perangkat gabungan ini terhubung.
Sangat mudah untuk membedakan MSD dari LED konvensional dengan tampilannya, melihat kasingnya melalui cahaya. Di dalam MSD terdapat dua media dengan ukuran yang kira-kira sama. Yang pertama adalah kubus pemancar cahaya kristal yang terbuat dari paduan tanah jarang.
Reflektor aluminium parabola (2) digunakan untuk meningkatkan fluks cahaya, fokus, dan membentuk pola radiasi. Dalam MSD, diameternya sedikit lebih kecil daripada LED konvensional, karena bagian kedua dari paket ditempati oleh substrat dengan sirkuit terintegrasi (3).
Kedua substrat terhubung secara elektrik satu sama lain dengan dua jumper kawat emas (4). Bodi MSD (5) terbuat dari plastik matte yang menyebarkan cahaya atau plastik transparan.
Emitor dalam MSD tidak terletak pada sumbu simetri tubuh, oleh karena itu, untuk memastikan pencahayaan yang seragam, panduan cahaya difus berwarna monolitik paling sering digunakan. Kasing transparan hanya ditemukan pada MSD berdiameter besar dengan pola radiasi yang sempit.
Chip osilator terdiri dari osilator master frekuensi tinggi - bekerja terus-menerus - frekuensinya, menurut berbagai perkiraan, berfluktuasi sekitar 100 kHz. Bersama dengan generator RF, pembagi pada elemen logika berfungsi, yang membagi frekuensi tinggi menjadi nilai 1,5-3 Hz. Penggunaan generator frekuensi tinggi bersamaan dengan pembagi frekuensi disebabkan karena implementasi generator frekuensi rendah memerlukan penggunaan kapasitor dengan kapasitansi besar untuk rangkaian timing.
Untuk membawa frekuensi tinggi ke nilai 1-3 Hz, digunakan pembagi pada elemen logis, yang mudah ditempatkan pada area kecil kristal semikonduktor.
Selain osilator RF utama dan pembagi, kunci elektronik dan dioda pelindung dibuat pada substrat semikonduktor. Untuk LED yang berkedip, dirancang untuk tegangan suplai 3-12 volt, resistor pembatas juga terpasang. MSD tegangan rendah tidak memiliki resistor pembatas, diperlukan dioda pelindung untuk mencegah kerusakan pada rangkaian mikro saat daya dibalik.
Untuk pengoperasian MSD tegangan tinggi yang andal dan jangka panjang, diinginkan untuk membatasi tegangan suplai hingga 9 volt. Dengan peningkatan voltase, daya MSD yang hilang meningkat, dan akibatnya, pemanasan kristal semikonduktor. Seiring waktu, panas yang berlebihan dapat menyebabkan LED yang berkedip cepat menurun.
Anda dapat dengan aman memeriksa kemudahan servis LED yang berkedip menggunakan baterai 4,5 volt dan resistor 51 ohm yang dihubungkan secara seri dengan LED, dengan daya minimal 0,25 watt.
Kesehatan dioda IR dapat diperiksa menggunakan kamera ponsel.
Nyalakan kamera dalam mode pemotretan, tangkap dioda pada perangkat (misalnya, remote control), tekan tombol pada remote control, dalam hal ini dioda IR yang berfungsi harus berkedip.
Kesimpulannya, Anda harus memperhatikan masalah seperti penyolderan dan pemasangan LED. Ini juga merupakan masalah yang sangat penting yang mempengaruhi kelangsungan hidup mereka.
LED dan sirkuit mikro takut akan statis, koneksi yang tidak tepat, dan panas berlebih, penyolderan bagian ini harus dilakukan secepat mungkin. Anda harus menggunakan besi solder berdaya rendah dengan suhu ujung tidak lebih dari 260 derajat dan menyolder tidak lebih dari 3-5 detik (rekomendasi pabrikan). Tidak akan berlebihan menggunakan pinset medis saat menyolder. LED diambil dengan pinset lebih tinggi ke bodi, yang memberikan pembuangan panas tambahan dari kristal selama penyolderan.
Kaki-kaki LED harus ditekuk dengan radius kecil (agar tidak pecah). Akibat lengkungan yang rumit, kaki-kaki di dasar casing harus tetap pada posisi pabrik dan harus sejajar dan tidak tegang (jika tidak maka akan lelah dan kristal akan terlepas dari kaki).