Alles wat u moet weet oor LED's: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

'N Ligte uitstralingsdiode is 'n elektroniese toestel wat lig uitstraal wanneer stroom daardeur vloei. LED's is klein, uiters doeltreffende, helder, goedkoop, elektroniese komponente. Mense dink dat LED's net gewone liguitstralende komponente is, en hulle is geneig om die interessante feite en kenmerke van LED's oor die hoof te sien. In hierdie instruksies leer ek u 'Alles wat u moet weet oor LED's', wat hul werk-, stroom- en kragbeoordelings, geboue, tipes, weerstandsrekenaar vir LED's, gebruike, toetse en 'n eenvoudige LED -stroombaan insluit.

Hier is 'n skakel na die 'Android Resistor Calculator' gratis Android -app: LED Resistor Calculator. Hierdie app help u om die toepaslike weerstandswaarde te bereken wat benodig word vir 'n LED.

Die geskiedenis van die LED

Kaptein Henry Joseph Round was een van die vroeë baanbrekers van die radio en het 117 patente ontvang. Hy was die eerste wat die waarneming van elektroluminescentie van 'n diode aangemeld het, wat gelei het tot die ontdekking van die liguitstralende diode. Vladimirovich Losev het liguitstraling van carborundum punt-kontak aansluitings waargeneem. In die loop van sy werk as radiotegnikus het hy opgemerk dat kristaldiodes wat in radio -ontvangers gebruik word, lig uitstraal wanneer stroom daardeur vloei. In 1927 publiseer Losev besonderhede in 'n Russiese joernaal oor sy werk oor liguitstralende diodes. 'N Paar jaar later het Nick Holonyak, Jr., die eerste sigbare spektrum (rooi) LED in 1962 uitgevind terwyl hy as raadgewende wetenskaplike by 'n laboratorium van General Electric Company in Syracuse, New York gewerk het.

Onderdele lys:

• Geassorteerde kleur -LED's - AliExpress
• RGB LED's - AliExpress
• IR LED's - AliExpress

Stap 1: Samestelling en werk

BEELD:

1. Deur 'n LED te dreun.
2. Bo -aansig van die elektodes van die LED. (groter- katode, kleiner- anode).
3. Close -up van anode en katode van LED. (LED in twee gesny).
4. Anode en katode van LED verwyder uit plastiek dop.

Samestelling

Die mees algemene LED's bestaan uit Gallium (Ga), Arseen (As) en Fosfor (P). Moderne LED's is nie net GaAsP -tipes nie - ander halfgeleierbroue is volop! Hierdie halfgeleiers word ook in verskillende ander elektroniese komponente gebruik.

Werk

'N LED is 'n P-N Junction-diode wat lig uitstraal. As 'n LED voorwaarts is, straal dit lig uit in plaas van hitte wat deur 'n normale diode opgewek word. As die P-N-aansluiting in voorwaartse vooroordeel is, kombineer sommige gate in geval van 'n LED met die elektrone van die N-streek en sommige van die elektrone van N met 'n gat uit die P-streek. Elke rekombinasie straal lig of fotone uit.

LED's het wel 'n polariteit en werk dus nie as hulle met omgekeerde vooroordeel verbind is nie. Die maklikste manier om die polariteit van gewone LED's te kontroleer, is deur die LED naby u oog te hou. U sal sien dat daar twee elektrodes is. Die dikker een is die katode (-). Lig word deur die katode uitgestraal. Die dunner elektrode is die anode (+). [Alhoewel hierdie metode om die polariteit te kontroleer nie vir sommige LED's soos hoë doeltreffendheid LED's, ens. Werk nie, waar die teenoorgestelde waar is]. Oor die algemeen word LED's vervaardig sodat die lengte van die leidings van die katode en anode verskil. As gevolg hiervan word LED's vervaardig met die Anode (+) lood langer as die Cathode (-) lood. Dit maak dit ook makliker om die polariteit te bepaal. Om die polariteit te toets, moet u 'n multimeter gebruik.

Stap 2: Huidige en kragbeoordelings, Haitz se wet

BEELD: LED -simbool

Gewone IR -LED's werk moontlik tot ~ 1.5V, maar algemene rooi LED's benodig ~ 1.8V, gewone groen LED's benodig ~ 2V en gewone blou en wit LED's (wat natuurlik blou is met 'n fosforlaag) benodig 'n goeie 3V.

LED's het nie 'n "spanningsgradering" nie; hulle is stroomgedrewe. Die helderheid is ongeveer eweredig aan die stroom, en nie direk eweredig aan die spanning nie. By enige spesifieke stroom sal hulle 'n voorwaartse spanning hê, maar dit is sekondêr tot die stroom, wat die belangrikste faktor is wat beheer moet word.

Huidige graderings

Die huidige graderings van LED's is ook soortgelyk aan spanningsgraderings. LED's het oor die algemeen 'n standaardstroomwaarde. Die meeste LED's benodig ongeveer 5-25 mA. Die stroom wat deur 'n LED benodig word, hang soms af van die kleur van die LED. As u te veel stroom verskaf, brand die LED en word dit beskadig. Aan die ander kant, as u baie lae stroom lewer, lewer die LED nie die maksimum uitset nie. Moderne ultra -helder rooi/groen LED's kan aanvaarbare uitset lewer (vir statusgebruik, ens.) Op slegs 1mA

Kraggraderings

'N LED's kan verskillende kragwaardes hê, afhangende van hul tipe, konstruksie en huidige graderings, ens. LED's kom ook in' High Power LED' -pakkette. LED's is minder ondoeltreffend as konvensionele gloeilampe soos CFL's en gloeilampe.

Haitz se wet

Dit verklaar dat die koste per lumen (eenheid bruikbare lig wat uitgestraal word) elke dekade met 'n faktor 10 daal, en die hoeveelheid lig wat per LED -pakket gegenereer word, met 'n faktor 20 toeneem vir 'n gegewe golflengte (kleur) lig. Dit word beskou as die LED -eweknie van Moore se wet, wat bepaal dat die aantal transistors in 'n gegewe geïntegreerde stroombaan elke 18 tot 24 maande verdubbel. Beide wette maak staat op die prosesoptimalisering van die produksie van halfgeleier -toestelle.

Stap 3: Bou

BEELD:

1. Basiese LED.
2. Koepel LED.
3. SMD LED (groot).
4. SMD LED (klein).
5. Display LED gebruik in 7-segment display.

LED's word in verskillende vorms en groottes vervaardig. Die kleur van die plastieklens is dikwels dieselfde as die werklike kleur van die uitgestraalde lig, maar nie altyd nie. Byvoorbeeld, pers plastiek word dikwels gebruik vir infrarooi LED's, en die meeste blou toestelle het kleurlose omhulsels. Moderne hoë-krag-LED's, soos dié wat gebruik word vir beligting en agtergrondverligting, word oor die algemeen aangetref in oppervlaktemonteringsapparate (SMD). Sommige LED's het diffuse plastieklense.

Basiese LED

Die basiese LED is een van die mees gebruikte LED's. Omdat die gewildheid ook gewild is, is die pitte relatief goedkoper in vergelyking met ander LED's. Dit lyk baie basies en die ontwerp is baie eenvoudig.

Koepel LED

Dit is 'n tipe LED wat gevorm word soos 'n 'koepel'. Hierdie vorm is ook ontwerp om die oppervlakte waarna die lig oorgedra word, te verhoog. Met ander woorde, die hoek van emissie (omtrek) van lig vanaf die LED is groter as die basiese LED. Dit word oor die algemeen beheer deur hoe ver hulle die ligsender van die koepel af plaas. Die spesifikasieblaaie gee u byna altyd 'n 'halfkraghoek' (die hoek buite-as waarby u slegs die helfte van die helderheid sien). As u 'n veel groter straalhoek wil hê, kan u die koepel afsny met 'n dremel -instrument. As u omgee, kan u die einde lêer of poets, maar dit is nie nodig nie. Hoe nader jy dit aan die emissietoestel sny, hoe groter word die hoek. Maar wees versigtig om nie te naby te sny nie, want daar is 'n klein draadjie wat gewoonlik nie met die oog gesien kan word nie. Alhoewel hierdie tipe LED effens duurder is as 'n basiese LED.

SMD LED

Hierdie tipe LED's is oor die algemeen baie klein. SMD beteken 'n oppervlak -gemonteerde toestel. En soos die naam aandui, word hierdie LED aan die oppervlak van die PCB gesoldeer in teenstelling met konvensionele 'deurgat'-komponente. Hierdie LED's word gewoonlik met masjiene (presiese soldeerrobotte) gesoldeer en is uiters moeilik om met die hand te soldeer (hoewel dit nie onmoontlik is om SMD LED's met die hand te soldeer nie). Om SMD LED's met die hand te soldeer, benodig u net 'n fyn soldeerbout, dun soldeer, 'n helder lig en moontlik 'n vergrootglas en 'n paar goeie en presiese soldeervaardighede.

Vertoon LED

Hierdie tipe LED word hoofsaaklik in skerms gebruik, aangesien die vorm plat is.

Stap 4: Tipes

BEELD:

1. Koepel LED's.
2. IR LED's.
3. 7 segment display LED
4. Driekleurige LED (kleurveranderende LED).

Kleur LED

Gekleurde en wit LED's word hoofsaaklik gebruik in aanwysers, lampe, beligtingstoerusting, ens. Dit is een van die mees gebruikte LED's

Kleurveranderende LED (Tri/Bi Color LED)

In hierdie tipe LED verander die kleur wat die LED uitstraal binne 'n spesifieke tydperk. 'N Klein geïntegreerde stroombaan (IC) is ingebed in hierdie LED -bestelling om die tydsvertraging tussen die oorgang van die verskillende kleure te beheer. Drie/tweekleur -LED's verander nie van kleur nie; dit is eintlik twee aparte LED's (dikwels rooi en groen) in een pakket. Jy draai die een of die ander om twee kleure te produseer en albei om 'n derde te maak.

Infrarooi (IR) LED

Hierdie tipe LED -strale straal infrarooi ligstrale. Hierdie infrarooi strale kan nie deur die menslike oog gesien word nie. Hierdie tipe LED werk oor die algemeen op 'n oordragfrekwensie van 38KHz. Die ontwerper moduleer die LED as 'n manier vir die ontvanger om dit van ander IR -bronne te onderskei. LED's word ook op baie lae frekwensies gemoduleer om net 'n flikkerende LED te wys, en word dikwels gemoduleer op relatief hoë frekwensies met 'n wisselende dienssiklus om hul helderheid effektief te beheer. En dan word sommige op baie hoër frekwensies gemoduleer om data te stuur (soos byvoorbeeld in veseloptika gebruik). Dit word hoofsaaklik gebruik in afstandbeheerde en klein kommunikasietoestelle. U kan 'n IR -LED toets deur dit onder 'n kamera te kyk terwyl 'n stroom oor die LED verskyn. Met ander woorde, kameras kan IR -strale wat deur die LED uitgestraal word, opspoor. Kameras wat nie 'n IR -blokfilter het nie, kan oor die algemeen redelik goed naby IR sien (en is gewoonlik goedkoop kameras en veral veiligheidskameras). Maar dit moet genoem word dat selfs sommige selfoonkameras IR -LED's glad nie goed sien nie as gevolg van hul IR -blokfilter.

7 segment display LED

'N 7 -segment display LED is 'n LED wat bestaan uit 7 display LED's wat gekoppel is in die vorm van 'n 8. Dit word gebruik in sakrekenaars, skerms, ens.' N LED soortgelyk aan hierdie word ook gebruik om alfabet te vertoon.

UV LED

UV LED's straal ultraviolet ligstrale uit. Hierdie strale het verskillende toepassings, soos sterilisasie, watersuiwering, ens.

Stap 5: Weerstandsrekenaar vir LED's

BEELDE:

1. Verskeie weerstande en 'n LED.
2. LED -weerstandsrekenaar -app -logo.

Die mees algemene vraag oor LED's is dus die geskikte weerstand om mee te gebruik. Die rede waarom 'n weerstand saam met LED's gebruik word, is om dit te beskerm teen oortollige stroom wat die LED kan brand en beskadig. Maar om die regte LED te kies, is nie so eenvoudig nie. Hoekom? As u 'n baie hoë weerstand kies, sal die LED nie sy maksimum lig uitstraal nie. En as u 'n lae weerstand het, kan die LED beskadig word.

So is 'n eenvoudige formule uitgevind:

Weerstand = (Bronspanning - LED -spanning) / (LED -stroom / 1000)

*Hou in gedagte dat die LED -stroom in milliamps (mA) is

Om hierdie berekening makliker te maak, kan u hierdie gratis Android App LED Weerstandsrekenaar gebruik. Dit is 'n app wat spesiaal ontwerp is vir hierdie instruksies. Ander funksies en meer elektronika -verwante funksies en sakrekenaars sal by hierdie app gevoeg word. Die app is ontwikkel deur BluBot Technologies. U kan na sy instruksies kyk en hom kontak via sy Orangeboard @Nathan Neal Dmello. Hy onderneem ook verskeie ander projekte vir die ontwikkeling van programme, webwerwe, rekenaarprogramme, ens. U kan hom kontak via sy webwerf.

Stap 6: Gebruik

BEELD:

1. TV -afstandsbediening sonder knoppie ingedruk.
2. TV -afstandsbediening met knoppie ingedruk en IR LED -flits bespeur.
3. Strip of Dome LED's van 'n noodflitslig.
4. LED -flits van 'n slimfoonkamera.
5. LED -kragaanwysers van 'n skootrekenaar.

LED's word oral gebruik. Van jou telefoonflits, tot jou motors se musiekstelsel, na jou tuinligte, na jou TV -skerm. Basies het hul aanpasbare aard en doeltreffendheid hulle 'n plek in die meeste elektroniese toestelle gegee.

Sommige van die bekendste gebruike is:

1. Beligting.
2. Vertoon.
3. Aanwysers.
4. Dekoratiewe ligte en voorwerpe.
5. Afstandbeheer.
6. Sterilisasie.
7. Suiwering van water.
8. Tandheelkunde en ander mediese toepassings.

Stap 7: Toets en stroombaan

BEELD:

1. Multimeter wat gebruik word om LED te toets.
2. Eenvoudige stroombaan met LED.

Toets

'N Klassieke sneltoetser vir kleur, helderheid en polariteit is slegs 'n 3V -litiummuntsel (bv. CR2032). Raak natuurlik net laer spanning LED's hieraan, anders kan hulle oorverhit!

Sommige LED's kan getoets word om te kontroleer of dit behoorlik werk met behulp van 'n multimeter en deur die volgende stappe te volg:

1. Stel die draaiknop van die multimeter in op die 'Continiuity' -funksie.
2. Koppel nou die Anode (+) van die LED aan die ROOI/Positiewe/(+) sonde van die multimeter en koppel die Katode (-) van die LED aan die SWART/Negatiewe/(-) sonde van die multimeter.
3. As die LED werk, begin die multimeter 'n 'piep' geluid. En 'n waarde sal op die multimeter se skerm verskyn. Boonop moet die LED brand.

*Om 'n LED met die kontinuïteitsfunksie van 'n multimeter te toets, werk gewoonlik nie, want die meeste multimeters pas slegs 'n lae spanning, minder as 1V, toe vir die weerstands- en kontinuïteitstoetse. As dit wel die geval is, maak die multimeter nie 'n deurlopende piep nie; dit kan 'n kort piep maak. Baie multimeters het 'n diodetoetsfunksie, aangedui deur 'n diodesimbool, wat tot 2V oor die diode geld. Dit sal u die polariteit van baie LED's betroubaar vertel, maar nie noodwendig blou en wit LED's met hoë voorspannings nie.

U kan ook die LED en enige ander komponent met behulp van hierdie stroombaan toets:- Elektroniese sensor-komponenttoetser

Kring

Dit is een van die mees basiese en veelsydige stroombane wat u met 'n LED kan gebruik. Die rede waarom dit 'n uitstekende stroombaan is, is dat dit ook die werking van ander elektroniese komponente of elektroniese sensors kan nagaan. U kan ook 'n gedetailleerde handleiding sien wat u sal help om hierdie kring te maak: Elektroniese sensor -komponenttoetser

Naaswenner in die tegniese wedstryd

Tweede prys in die Teach It! Wedstryd geborg deur Dremel