การใช้ไฟ LED ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ทุกคนคุ้นเคยกับไฟ LED ในขณะนี้ หากไม่มีพวกเขาเทคโนโลยีที่ทันสมัยนั้นไม่สามารถคิดได้อย่างง่ายดาย สิ่งเหล่านี้คือไฟ LED และโคมไฟ, ตัวบ่งชี้โหมดการทำงานของเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ, การส่องสว่างของหน้าจอคอมพิวเตอร์จอภาพ, โทรทัศน์และสิ่งอื่น ๆ อีกมากมายที่คุณจำไม่ได้เลย อุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดประกอบด้วย LED ในช่วงรังสีที่มองเห็นได้ของสีต่างๆ: แดง, เขียว, น้ำเงิน (RGB), เหลือง, ขาว เทคโนโลยีที่ทันสมัยช่วยให้คุณได้สีเกือบทุกชนิด

นอกจากไฟ LED ในช่วงที่มองเห็นแล้วยังมีไฟ LED สำหรับแสงอินฟราเรดและแสงอัลตราไวโอเลต การใช้งานหลักของไฟ LED ดังกล่าวคือระบบอัตโนมัติและอุปกรณ์ควบคุม แค่จำไว้ การควบคุมระยะไกลของเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ. หากมีการใช้รีโมทคอนโทรลรุ่นแรกสำหรับการควบคุมทีวีเท่านั้นตอนนี้สามารถใช้ควบคุมเครื่องทำความร้อนติดผนังเครื่องปรับอากาศพัดลมและแม้แต่เครื่องใช้ในครัวเช่นหม้อหม้อและเครื่องทำขนมปัง

ดังนั้น LED คืออะไร

ในความเป็นจริง ไดโอดเปล่งแสง ไม่แตกต่างจากปกติมากนัก วงจรเรียงกระแสไดโอด, - ทางแยก p-n เดียวกันทั้งหมดและคุณสมบัติพื้นฐานเดียวกันทั้งหมด, ค่าการนำไฟฟ้าด้านเดียว ในขณะที่เราศึกษาทางแยก p-n ปรากฎว่านอกเหนือจากค่าการนำไฟฟ้าด้านเดียวแล้วทางแยกนี้ยังมีคุณสมบัติเพิ่มเติมอีกหลายอย่าง ในกระบวนการวิวัฒนาการของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์คุณสมบัติเหล่านี้ได้รับการศึกษาพัฒนาและปรับปรุง

นักรังสีวิทยาของโซเวียตให้การสนับสนุนการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างยอดเยี่ยม Oleg Vladimirovich Losev (1903 - 1942) ในปี 1919 เขาเข้าสู่ห้องปฏิบัติการวิทยุ Nizhny Novgorod ที่มีชื่อเสียงและเป็นที่รู้จักกันดีและตั้งแต่ปี 1929 เขาทำงานที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีเลนินกราด หนึ่งในกิจกรรมของนักวิทยาศาสตร์คือการศึกษาการเปล่งแสงของเซมิคอนดักเตอร์ที่อ่อนแอและเห็นได้ชัดเล็กน้อย มันอยู่ที่เอฟเฟกต์นี้ที่ LED ทุกอันทำงาน

การเรืองแสงที่ไม่รุนแรงนี้เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านทางแยก pn ในทิศทางไปข้างหน้า แต่ในปัจจุบันปรากฏการณ์นี้ได้รับการศึกษาและปรับปรุงให้ดีขึ้นมากจนความสว่างของไฟ LED บางดวงนั้นสามารถทำให้ตาบอดได้

โทนสีของไฟ LED กว้างมากเกือบทุกสีของรุ้ง แต่สีไม่ได้รับเลยโดยการเปลี่ยนสีของตัวเรือน LED นี่คือความสำเร็จโดยความจริงที่ว่าสารเจือปนจะถูกเพิ่มในทางแยก pn ตัวอย่างเช่นการเปิดตัวของฟอสฟอรัสหรืออลูมิเนียมในปริมาณเล็กน้อยช่วยให้คุณได้สีแดงและเหลืองและแกลเลียมและอินเดียมเปล่งแสงจากสีเขียวถึงสีน้ำเงิน ตัวเรือน LED สามารถโปร่งใสหรือเคลือบด้านถ้าตัวเรือนเป็นสีแล้วมันเป็นเพียงตัวกรองแสงที่สอดคล้องกับสีเรืองแสงของทางแยก p-n

อีกวิธีที่จะได้สีที่ต้องการคือการนำฟอสเฟอร์ สารเรืองแสงเป็นสารที่ให้แสงที่มองเห็นได้เมื่อสัมผัสกับมันโดยการแผ่รังสีอื่นแม้กระทั่งอินฟราเรด ตัวอย่างคลาสสิกคือหลอดฟลูออเรสเซนต์ ในกรณีของ LED จะได้สีขาวโดยการเพิ่มฟอสเฟอร์กับคริสตัลสีน้ำเงิน

เพื่อเพิ่มความเข้มของรังสี LED เกือบทั้งหมดมีเลนส์โฟกัส บ่อยครั้งที่ใบหน้าส่วนท้ายของร่างกายที่โปร่งใสซึ่งมีรูปร่างเป็นทรงกลมถูกใช้เป็นเลนส์ ในไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรดบางครั้งเลนส์ดูเหมือนจะทึบแสงสีเทาควัน แม้ว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหลอดไฟ LED อินฟราเรดมีให้ในกรณีที่โปร่งใส แต่เป็นหลอดไฟที่ใช้ในการควบคุมระยะไกล

ไฟ LED สองสี

รู้จักกันเกือบทุกคน ตัวอย่างเช่นเครื่องชาร์จสำหรับโทรศัพท์มือถือ: ในขณะที่ชาร์จไฟแสดงสถานะจะสว่างเป็นสีแดงและเมื่อสิ้นสุดการชาร์จจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวข้อบ่งชี้ดังกล่าวเป็นไปได้เนื่องจากมีอยู่ของ LED สองสีซึ่งอาจเป็นประเภทที่แตกต่างกัน ชนิดแรกคือไฟ LED สามเอาต์พุต หนึ่งตัวเรือนประกอบด้วยไฟ LED สองดวงตัวอย่างเช่นสีเขียวและสีแดงดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 แผนภาพการเชื่อมต่อของ LED สองสี

รูปแสดงชิ้นส่วนของวงจรที่มี LED สองสี ในกรณีนี้ LED สามเอาต์พุตพร้อมแคโทดทั่วไปจะปรากฏขึ้น (นอกจากนี้ยังมีขั้วบวกทั่วไป) และการเชื่อมต่อกับ ไมโครคอนโทรลเลอร์. ในกรณีนี้คุณสามารถเปิดหนึ่งหรือ LED อื่น ๆ หรือทั้งสองอย่างในครั้งเดียว ตัวอย่างเช่นมันจะเป็นสีแดงหรือสีเขียวและเมื่อคุณเปิดไฟ LED สองดวงพร้อมกันมันจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง หากในเวลาเดียวกันโดยใช้การปรับ PWM เพื่อปรับความสว่างของ LED แต่ละตัวคุณจะได้รับเฉดสีระดับกลางหลายระดับ

ในวงจรนี้คุณควรใส่ใจกับความจริงที่ว่าตัวต้านทาน จำกัด รวมอยู่ใน LED แต่ละตัวแม้ว่ามันจะดูเหมือนว่าคุณสามารถทำได้เพียงหนึ่งเดียวโดยรวมไว้ในเอาต์พุตทั่วไป แต่ด้วยการรวมนี้ความสว่างของไฟ LED จะเปลี่ยนเมื่อ LED หนึ่งหรือสองดวงเปิด

แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับ LED คืออะไรคำถามนี้สามารถได้ยินได้บ่อยครั้งโดยผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับ LED หรือคนที่อยู่ห่างไกลจากไฟฟ้า ในขณะเดียวกันฉันต้องอธิบายว่า LED เป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมโดยกระแสและไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า คุณสามารถเปิดไฟ LED ได้อย่างน้อย 220V แต่กระแสไฟผ่านไม่ควรเกินค่าสูงสุดที่อนุญาต นี่คือความสำเร็จโดยการเปิดบัลลาสต์ต้านทานในซีรีส์กับ LED

แต่ถึงกระนั้นการระลึกถึงแรงดันไฟฟ้าก็ควรสังเกตว่ามันมีบทบาทสำคัญด้วยเช่นกันเพราะไฟ LED มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าขนาดใหญ่ หากไดโอดซิลิคอนแบบทั่วไปแรงดันไฟฟ้านี้มีค่าเป็น 0.6 ... 0.7 V สำหรับ LED เกณฑ์นี้จะเริ่มจากสองโวลต์ขึ้นไป ดังนั้นจาก เซลล์กัลวานิกหนึ่งเซลล์ ด้วยแรงดันไฟฟ้า 1.5V ทำให้ไฟ LED ไม่ติด

แต่ด้วยการรวมนี้เราหมายถึง 220V เราไม่ควรลืมว่าแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับของ LED มีขนาดค่อนข้างเล็กไม่เกินโวลต์หลายสิบ ดังนั้นเพื่อป้องกัน LED จากแรงดันย้อนกลับสูงจึงมีการใช้มาตรการพิเศษ วิธีที่ง่ายที่สุดคือการเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวป้องกันไดโอดซึ่งอาจไม่ได้แรงดันไฟฟ้าสูงมากเช่น KD521 ภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไดโอดจะเปิดสลับกันจึงช่วยปกป้องซึ่งกันและกันจากแรงดันย้อนกลับสูง วงจรสวิตช์ป้องกันไดโอดแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 แผนภาพการเดินสายไฟขนานกับ LEDป้องกันไดโอด

LED สองสียังมีอยู่ในแพ็คเกจสองพิน การเปลี่ยนแปลงสีของแสงในกรณีนี้เกิดขึ้นเมื่อทิศทางของการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ตัวอย่างคลาสสิกเป็นตัวบ่งชี้ทิศทางการหมุนของมอเตอร์กระแสตรง ไม่ควรลืมว่าในซีรีย์ที่มีไฟ LED จะต้องเปิดตัวต้านทานที่ จำกัด

เมื่อเร็ว ๆ นี้ตัวต้านทานที่ จำกัด นั้นถูกสร้างไว้ใน LED และจากนั้นพวกมันก็เขียนลงบนป้ายราคาในร้านค้าที่ LED นี้เป็น 12V นอกจากนี้ไฟ LED กระพริบถูกทำเครื่องหมายด้วยแรงดันไฟฟ้า: 3V, 6V, 12V ภายในหลอด LED ดังกล่าวมีไมโครคอนโทรลเลอร์ (สามารถมองเห็นได้ผ่านเคสใส) ดังนั้นความพยายามใด ๆ ที่จะเปลี่ยนความถี่กะพริบไม่ให้ผลลัพธ์ ด้วยการทำเครื่องหมายนี้คุณสามารถเปิดไฟ LED โดยตรงไปยังแหล่งจ่ายไฟที่แรงดันไฟฟ้าที่ระบุ

การพัฒนาวิทยุสมัครเล่นของญี่ปุ่น

วิทยุสมัครเล่นปรากฏออกมามีส่วนร่วมไม่เพียง แต่ในประเทศของอดีตสหภาพโซเวียต แต่ยังอยู่ใน "ประเทศอิเล็กทรอนิกส์" เช่นเดียวกับญี่ปุ่น แน่นอนว่าแม้แต่นักวิทยุสมัครเล่นธรรมดาชาวญี่ปุ่นก็ไม่สามารถสร้างอุปกรณ์ที่ซับซ้อนได้ คุณไม่มีทางรู้ว่าโซลูชั่นเหล่านี้มีประโยชน์อย่างไร

นี่คือภาพรวมของอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่ายที่ใช้ไฟ LEDในกรณีส่วนใหญ่การควบคุมจะดำเนินการจากไมโครคอนโทรลเลอร์และคุณไม่สามารถไปได้ทุกที่ แม้จะเป็นวงจรที่เรียบง่ายมันง่ายกว่าที่จะเขียนโปรแกรมสั้น ๆ และประสานคอนโทรลเลอร์ในแพ็คเกจ DIP-8 แทนที่จะบัดกรีวงจรไมโครตัวเก็บประจุและทรานซิสเตอร์หลายตัว นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสนใจว่าไมโครคอนโทรลเลอร์บางตัวสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เสริมใด ๆ เลย

วงจรควบคุม LED สองสี

โครงร่างที่น่าสนใจสำหรับการควบคุม LED สองสีอันทรงพลังนั้นมีให้โดยแฮมของญี่ปุ่น แม่นยำยิ่งขึ้นไฟ LED พลังสูงสองดวงที่มีกระแสสูงถึง 1A ใช้งานที่นี่ แต่ต้องสันนิษฐานว่ามี LED สองสีอันทรงพลัง แผนภาพแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 วงจรควบคุม LED สองสีอันทรงพลัง

ชิป TA7291P ออกแบบมาเพื่อควบคุมมอเตอร์กระแสตรงขนาดเล็ก มันมีหลายโหมด ได้แก่ : หมุนไปข้างหน้าถอยหลังหยุดและเบรก ขั้นตอนการส่งออกของ microcircuit ถูกประกอบขึ้นตามวงจรบริดจ์ซึ่งช่วยให้คุณสามารถดำเนินการทั้งหมดข้างต้น แต่มันก็คุ้มค่าที่จะสร้างจินตนาการและตอนนี้ได้โปรด microcircuit มีอาชีพใหม่

ตรรกะของชิปค่อนข้างง่าย ดังที่เห็นในรูปที่ 3 ไมโครคอนโทรลเลอร์มี 2 อินพุต (IN1, IN2) และเอาท์พุทสอง (OUT1, OUT2) ซึ่งมีการเชื่อมต่อไฟ LED ที่ทรงพลังสองตัว เมื่อระดับลอจิกที่อินพุต 1 และ 2 เท่ากัน (ไม่ว่า 00 หรือ 11) ดังนั้นศักยภาพของเอาต์พุตจะเท่ากันไฟ LED ทั้งสองจะดับ

ในระดับตรรกะที่แตกต่างกันที่อินพุต microcircuit ทำงานดังนี้ หากหนึ่งในอินพุตเช่น IN1 มีระดับตรรกะต่ำดังนั้น OUT1 เอาต์พุตจะเชื่อมต่อกับสายทั่วไป แคโทดของ LED HL2 ผ่านตัวต้านทาน R2 เชื่อมต่อกับสายทั่วไป แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุต OUT2 (หากมีหน่วยโลจิคัลที่อินพุต IN2) ในกรณีนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต V_ref ซึ่งช่วยให้คุณสามารถปรับความสว่างของ LED HL2

ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้า V_ref นั้นได้มาจากพัลส์ PWM จากไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้วงจรรวม R1C1 ซึ่งควบคุมความสว่างของ LED ที่เชื่อมต่อกับเอาท์พุท ไมโครคอนโทรลเลอร์ยังควบคุมอินพุต IN1 และ IN2 ซึ่งช่วยให้คุณได้รับความหลากหลายของแสงและอัลกอริทึมสำหรับการควบคุมไฟ LED ความต้านทานของตัวต้านทาน R2 จะคำนวณตามกระแสสูงสุดที่อนุญาตของ LED วิธีการทำเช่นนี้จะอธิบายไว้ด้านล่าง

รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างภายในของชิป TA7291P ซึ่งเป็นแผนภาพโครงสร้าง วงจรถูกนำโดยตรงจากแผ่นข้อมูลดังนั้นมอเตอร์ไฟฟ้าจึงถูกอธิบายว่าเป็นภาระของมัน

รูปที่ 4ชิปอุปกรณ์ภายใน TA7291P

ตามรูปแบบโครงสร้างมันง่ายในการติดตามเส้นทางปัจจุบันผ่านโหลดและวิธีการควบคุมทรานซิสเตอร์เอาท์พุท ทรานซิสเตอร์เปิดเป็นคู่ตามแนวทแยงมุม: (ซ้ายบน + ล่างขวา) หรือ (ขวาบน + ซ้ายล่าง) ซึ่งช่วยให้คุณเปลี่ยนทิศทางและความเร็วของเครื่องยนต์ ในกรณีของเราให้ส่องสว่างไฟ LED ดวงหนึ่งและควบคุมความสว่าง

ทรานซิสเตอร์ล่างถูกควบคุมโดยสัญญาณ IN1, IN2 และออกแบบมาเพื่อเปิด / ปิดแนวทแยงมุมของสะพาน ทรานซิสเตอร์บนถูกควบคุมโดยสัญญาณ Vref ซึ่งจะควบคุมกระแสไฟขาออก วงจรควบคุมที่แสดงเป็นสี่เหลี่ยมประกอบด้วยวงจรป้องกันการลัดวงจรและสถานการณ์ที่ไม่คาดฝันอื่น ๆ

วิธีการคำนวณตัวต้านทาน จำกัด

กฎของโอห์มจะช่วยในการคำนวณเหล่านี้เสมอ ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณให้เป็นดังนี้: แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย (U) คือ 12V, กระแสผ่าน LED (I_HL) คือ 10mA, LED เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยไม่ต้องมีทรานซิสเตอร์และ microcircuits เป็นตัวบ่งชี้ของการรวม แรงดันไฟฟ้าตกที่ LED (U_HL) 2V

จากนั้นจะเห็นได้ชัดว่าแรงดันไฟฟ้า (U-U_HL) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับตัวต้านทาน จำกัด - LED เอง "กิน" สองโวลต์ จากนั้นความต้านทานของตัวต้านทาน จำกัด คือ

R_o = (U-U_HL) / I_HL = (12 - 2) / 0.010 = 1,000 (Ω) หรือ1KΩ

อย่าลืมเกี่ยวกับระบบ SI: แรงดันไฟฟ้าเป็นโวลต์, กระแสเป็นแอมแปร์, ผลลัพธ์เป็นโอห์ม หาก LED ถูกเปิดโดยทรานซิสเตอร์จากนั้นในวงเล็บแรกแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสม - อิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ที่เปิดควรถูกหักออกจากแรงดันไฟฟ้า แต่ตามกฎแล้วไม่มีใครทำได้ความถูกต้องร้อยเปอร์เซ็นต์ไม่ต้องการที่นี่และมันก็ไม่ได้ผลเพราะรายละเอียดของส่วนต่างๆ การคำนวณทั้งหมดในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ให้ผลลัพธ์โดยประมาณส่วนที่เหลือจะต้องได้รับจากการดีบักและปรับแต่ง

ไฟ LED สามสี

นอกจากสีทูโทนเมื่อเร็ว ๆ นี้แพร่หลาย ไฟ LED RGB แบบสามสี. วัตถุประสงค์หลักของพวกเขาคือแสงไฟตกแต่งบนเวทีในงานปาร์ตี้ในงานเฉลิมฉลองปีใหม่หรือดิสโก้ ไฟ LED ดังกล่าวมีตัวเรือนสี่พินซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นขั้วบวกทั่วไปหรือแคโทดขึ้นอยู่กับรุ่นเฉพาะ

แต่ไฟ LED หนึ่งหรือสองดวงแม้แต่สามสีก็มีประโยชน์น้อยดังนั้นคุณต้องรวมมันเข้ากับพวงมาลัยและเพื่อควบคุมพวงมาลัยใช้อุปกรณ์ควบคุมทุกชนิดซึ่งส่วนใหญ่มักเรียกว่าคอนโทรลเลอร์

การประกอบมาลัยจาก LED แต่ละตัวน่าเบื่อและมีความสนใจน้อย ดังนั้นในปีที่ผ่านมาอุตสาหกรรมเริ่มผลิต แถบ LED ในสีที่ต่างกันเช่นเดียวกับเทปที่ใช้ไฟ LED สามสี (RGB) หากเทปสีเดียวผลิตที่แรงดันไฟฟ้า 12V แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของเทปสามสีมักเป็น 24V

แถบ LED มีการทำเครื่องหมายด้วยแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากมีตัวต้านทาน จำกัด อยู่แล้วดังนั้นจึงสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า แหล่งข้อมูลสำหรับ ไฟ led แถบ ขายในสถานที่เดียวกันกับเทป

ในการควบคุมไฟ LED สามสีและริบบอนเพื่อสร้างเอฟเฟกต์แสงต่างๆใช้คอนโทรลเลอร์พิเศษ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาคุณสามารถสลับไฟ LED ปรับความสว่างสร้างเอฟเฟกต์แบบไดนามิกต่างๆรวมถึงรูปแบบการวาดและแม้แต่ภาพวาด การสร้างตัวควบคุมดังกล่าวดึงดูดแฮมจำนวนมากโดยธรรมชาติผู้ที่สามารถเขียนโปรแกรมสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์

เมื่อใช้ LED สามสีคุณจะได้สีเกือบทุกสีเนื่องจากสีบนหน้าจอทีวีนั้นได้มาจากการผสมเพียงสามสีเท่านั้น ที่นี่มีความเหมาะสมที่จะระลึกถึงพัฒนาการวิทยุสมัครเล่นของญี่ปุ่นอีกครั้ง แผนภาพวงจรแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5 แผนภาพการเชื่อมต่อของ LED สามสี

LED สามสีอันทรงพลัง 1W มีตัวปล่อยสามตัว เมื่อตัวต้านทานถูกระบุบนแผนภาพสีของแสงจะเป็นสีขาว ด้วยการเลือกค่าของตัวต้านทานทำให้สามารถเปลี่ยนเฉดสีได้เล็กน้อย: จากสีขาวเป็นสีขาวเป็นสีขาวนวล ในการออกแบบของผู้เขียนโคมไฟถูกออกแบบมาเพื่อให้แสงสว่างภายในรถ พวกเขา (คนญี่ปุ่น) จะเศร้าไหม! เพื่อไม่ให้กังวลเกี่ยวกับการสังเกตขั้วจะมีไดโอดบริดจ์ที่อินพุตของอุปกรณ์ อุปกรณ์ติดตั้งอยู่บนเขียงหั่นขนมและแสดงในรูปที่ 6

รูปที่ 6 คณะกรรมการพัฒนา

การพัฒนานักวิทยุสมัครเล่นชาวญี่ปุ่นคนต่อไปก็เป็นยานยนต์เช่นกัน อุปกรณ์นี้สำหรับการส่องสว่างห้องของหลักสูตรบนไฟ LED สีขาวจะแสดงในรูปที่ 7

รูปที่ 7 โครงการของอุปกรณ์สำหรับการเน้นหมายเลขบน LED สีขาว

การออกแบบใช้ไฟ LED ความสว่างสูงพิเศษ 6 ดวงด้วยกระแสไฟที่ จำกัด เพียง 35 mA และฟลักซ์การส่องสว่างที่ 4 lm เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของไฟ LED กระแสไฟฟ้าเหล่านั้น จำกัด อยู่ที่ 27 mA โดยใช้ชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งรวมอยู่ในวงจรควบคุมความเสถียรกระแสไฟ

ไฟ LED EL1 ... EL3, ตัวต้านทาน R1 พร้อมกับชิป DA1 ก่อให้เกิดความเสถียรในปัจจุบัน กระแสที่เสถียรผ่านตัวต้านทาน R1 รองรับแรงดันตกที่ 1.25V กลุ่ม LED ที่สองเชื่อมต่อกับตัวโคลงผ่านตัวต้านทาน R2 ที่เหมือนกันดังนั้นกระแสผ่านกลุ่มของไฟ LED EL4 ... EL6 ก็จะเสถียรในระดับเดียวกัน

รูปที่ 8 แสดงวงจรตัวแปลงสำหรับจ่ายไฟ LED สีขาวจากเซลล์กัลวานิคเดี่ยวที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 V ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่เพียงพอที่จะจุดไฟ LED วงจรแปลงนั้นง่ายมากและควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ ในความเป็นจริงแล้วไมโครคอนโทรลเลอร์นั้น มัลติไวเบรเตอร์สามัญ ด้วยความถี่พัลส์ประมาณ 40KHz เพื่อเพิ่มความสามารถในการโหลดเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์จะถูกจับคู่แบบขนาน

รูปที่ 8วงจรตัวแปลงสำหรับจ่ายไฟ LED สีขาว

โครงการทำงานดังต่อไปนี้ เมื่อเอาต์พุต PB1, PB2 อยู่ในระดับต่ำเอาต์พุต PB0, PB4 จะสูง ในเวลานี้ตัวเก็บประจุ C1, C2 จะถูกชาร์จผ่านไดโอด VD1, VD2 ถึงประมาณ 1.4V เมื่อสถานะของตัวควบคุมเอาต์พุตกลับด้านผลรวมของแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่มีประจุสองตัวรวมกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะถูกนำไปใช้กับ LED ดังนั้นเกือบ 4.5V จะถูกนำไปใช้กับ LED ในทิศทางไปข้างหน้าซึ่งเพียงพอที่จะจุดไฟ LED

ตัวแปลงที่คล้ายกันสามารถประกอบได้โดยไม่มีไมโครคอนโทรลเลอร์เพียงบนชิปลอจิก วงจรดังกล่าวแสดงในรูปที่ 9

รูปที่ 9

เครื่องกำเนิดการแกว่งเป็นรูปสี่เหลี่ยมประกอบบนองค์ประกอบ DD1.1 ซึ่งความถี่จะถูกกำหนดโดยค่าของ R1, C1 ขึ้นอยู่กับความถี่นี้ว่า LED จะกระพริบ

เมื่อเอาต์พุตขององค์ประกอบ DD1.1 สูงเอาต์พุตของ DD1.2 จะสูงตามธรรมชาติ ในเวลานี้ตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จผ่านไดโอด VD1 จากแหล่งพลังงาน เส้นทางการชาร์จมีดังนี้: รวมถึงแหล่งพลังงาน - DD1.1 - C2 - VD1 - DD1.2 - ลบแหล่งพลังงาน ในเวลานี้มีเพียงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เท่านั้นที่ใช้กับไฟ LED สีขาวซึ่งไม่เพียงพอที่จะให้แสงสว่าง LED

เมื่อระดับต่ำที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ DD1.1 ระดับสูงจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตของ DD1.2 ซึ่งนำไปสู่การบล็อกไดโอด VD1 ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ C2 จะถูกเพิ่มเข้าไปในแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และจำนวนนี้จะถูกนำไปใช้กับตัวต้านทาน R1 และ LED HL1 ผลรวมของแรงดันไฟฟ้านี้เพียงพอที่จะเปิดไฟ LED HL1 ถัดไปวัฏจักรซ้ำ

วิธีการตรวจสอบไฟ LED

ถ้า LED นั้นใหม่แล้วทุกอย่างก็ง่าย: ข้อสรุปนั้นยาวกว่าเล็กน้อยคือบวกหรือขั้วบวก มันเป็นสิ่งที่จะต้องรวมอยู่ในการบวกของแหล่งจ่ายไฟตามธรรมชาติไม่ลืมเกี่ยวกับตัวต้านทาน จำกัด แต่ในบางกรณีเช่น LED ถูกลบออกจากบอร์ดเก่าและข้อสรุปมีความยาวเท่ากันจำเป็นต้องมีการโทร

มัลติมิเตอร์ในสถานการณ์นี้มีพฤติกรรมค่อนข้างเข้าใจยาก ตัวอย่างเช่น DT838 มัลติมิเตอร์ในโหมดการทดสอบเซมิคอนดักเตอร์อาจเพียงเล็กน้อยส่องสว่าง LED ภายใต้การทดสอบ แต่ในเวลาเดียวกันวงจรเปิดจะปรากฏบนตัวบ่งชี้

ดังนั้นในบางกรณีจะเป็นการดีกว่าที่จะตรวจสอบไฟ LED โดยการเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน จำกัด กับแหล่งพลังงานดังแสดงในรูปที่ 10 ค่าตัวต้านทานคือ 200 ... 500 โอห์ม

รูปที่ 10 วงจรทดสอบ LED

ลำดับ LED

รูปที่ 11 การรวมไฟ LED ตามลำดับ

การคำนวณความต้านทานของตัวต้านทาน จำกัด นั้นไม่ยาก ในการทำเช่นนี้ให้เพิ่มแรงดันไฟฟ้าตรงเข้ากับ LED ทั้งหมดแล้วลบมันออกจากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานแล้วหารค่าตกค้างที่เกิดขึ้นด้วยกระแสไฟฟ้าที่กำหนด

R = (U - (U_HL_1 + U_HL_2 + U_HL_3)) / I

สมมติว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเป็น 12V และแรงดันตกคร่อมบนไฟ LED คือ 2V, 2.5V และ 1.8V แม้ว่า LED จะถูกนำมาจากกล่องเดียวก็ยังคงมีการแพร่กระจายดังกล่าว!

ตามเงื่อนไขของงานจะตั้งค่ากระแส 20 mA มันยังคงใช้แทนค่าทั้งหมดในสูตรและสอนคำตอบ

R = (12– (2 + 2.5 + 1.8)) / 0.02 = 285Ω

LED ขนาน

รูปที่ 12 การเปิดใช้งานไฟ LED แบบขนาน

ทางด้านซ้ายของไฟ LED ทั้งสามดวงนั้นเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน จำกัด กระแสไฟหนึ่งตัว แต่ทำไมโครงการนี้ถึงถูกขีดออกข้อเสียของมันคืออะไร?

มันมีผลต่อการแพร่กระจายของไฟ LED กระแสที่ยิ่งใหญ่ที่สุดจะผ่าน LED ซึ่งแรงดันไฟฟ้าลดลงนั่นคือความต้านทานภายในจะน้อยกว่าดังนั้นด้วยการรวมนี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้หลอดไฟ LED ส่องสว่างสม่ำเสมอ ดังนั้นรูปแบบที่แสดงในรูปที่ 12 ด้านขวาควรได้รับการยอมรับว่าเป็นวงจรที่ถูกต้อง

 

Boris Aladyshkin