Ora l'illuminazione a LED è diventata molto popolare. Il fatto è che questa illuminazione non è solo abbastanza potente, ma anche economica. I LED sono diodi a semiconduttore in un guscio epossidico.
Inizialmente erano piuttosto deboli e costosi. Ma in seguito furono immessi in produzione diodi bianchi e blu molto luminosi. A quel punto, il loro prezzo di mercato era diminuito. Al momento, ci sono LED di quasi tutti i colori, motivo per il loro utilizzo in vari campi di attività. Questi includono l'illuminazione di varie stanze, la retroilluminazione di schermi e segnali, l'uso su segnali stradali e semafori, negli interni e nei fari delle automobili, nei telefoni cellulari, ecc.
Descrizione
I LED consumano poca elettricità, con il risultato che tale illuminazione sta gradualmente sostituendo le sorgenti luminose preesistenti. Nei negozi specializzati è possibile acquistare vari articoli basati sull'illuminazione a LED, che vanno da una lampada convenzionale e una striscia LED,termina con pannelli LED. Ciò che hanno in comune è che la loro connessione richiede una corrente di 12 o 24 V.
A differenza di altre sorgenti luminose che utilizzano un elemento riscaldante, questa utilizza un cristallo semiconduttore che genera radiazione ottica quando viene applicata una corrente.
Per comprendere gli schemi per collegare i LED a una rete a 220V, devi prima dire che non può essere alimentato direttamente da tale rete. Pertanto, per lavorare con i LED, è necessario seguire una certa sequenza di collegamento a una rete ad alta tensione.
Proprietà elettriche del LED
La caratteristica corrente-tensione di un LED è una linea ripida. Cioè, se la tensione aumenta almeno leggermente, la corrente aumenterà bruscamente, ciò comporterà il surriscaldamento del LED con il suo successivo esaurimento. Per evitare ciò, è necessario includere una resistenza di limitazione nel circuito.
Ma è importante non dimenticare la tensione inversa massima consentita dei LED di 20 V. E se è collegato a una rete con polarità inversa, riceverà una tensione di ampiezza di 315 volt, ovvero 1,41 volte più di quello attuale. Il fatto è che la corrente nella rete a 220 volt è alternata e inizialmente andrà in una direzione e poi indietro.
Per evitare che la corrente si muova nella direzione opposta, il circuito di commutazione del LED dovrebbe essere il seguente: un diodo è incluso nel circuito. Non passerà la tensione inversa. In questo caso, la connessione deve essere parallela.
Un altro schema per collegare il LED alla rete 220volt consiste nell'installare due LED uno dopo l' altro.
Per quanto riguarda l'alimentazione di rete con un resistore di spegnimento, questa non è l'opzione migliore. Perché il resistore emetterà una forte potenza. Ad esempio, se si utilizza una resistenza da 24 kΩ, la dissipazione di potenza sarà di circa 3 watt. Quando un diodo è collegato in serie, la potenza sarà dimezzata. La tensione inversa attraverso il diodo dovrebbe essere 400 V. Quando si accendono due LED opposti, è possibile inserire due resistori da due watt. La loro resistenza dovrebbe essere due volte inferiore. Questo è possibile quando ci sono due cristalli di colori diversi in un caso. Di solito un cristallo è rosso e l' altro è verde.
Quando viene utilizzata una resistenza da 200 kΩ, non è necessario un diodo di protezione poiché la corrente di ritorno è piccola e non distruggerà il cristallo. Questo schema per il collegamento dei LED alla rete ha uno svantaggio: la piccola luminosità della lampadina. Può essere utilizzato, ad esempio, per illuminare un interruttore di una stanza.
A causa del fatto che la corrente nella rete è alternata, questo evita sprechi di energia elettrica per riscaldare l'aria con una resistenza limitatrice. Il condensatore fa il suo lavoro. Dopotutto, passa corrente alternata e non si riscalda.
È importante ricordare che entrambi i semicicli della rete devono passare attraverso il condensatore affinché passi la corrente alternata. E poiché il LED conduce corrente solo in una direzione, è necessario inserire un diodo normale (o un altro LED aggiuntivo) nella direzione opposta.parallelo al LED. Quindi s alterà il secondo semestre.
Quando il circuito di collegamento del LED alla rete a 220 volt è spento, la tensione rimane sul condensatore. A volte anche l'ampiezza massima a 315 V. Questo minaccia una scossa elettrica. Per evitare ciò, oltre al condensatore, è necessario prevedere anche un resistore di scarica di alto valore, che, se scollegato dalla rete, scaricherà istantaneamente il condensatore. Una piccola quantità di corrente scorre attraverso questo resistore durante il normale funzionamento senza riscaldarlo.
Per proteggere dalla corrente di carica pulsata e come fusibile, mettiamo un resistore a bassa resistenza. Il condensatore deve essere speciale, progettato per un circuito di corrente alternata di almeno 250 V o 400 V.
Lo schema di sequenziamento dei LED prevede l'installazione di una lampadina da più LED collegati in serie. Per questo esempio è sufficiente un diodo contatore.
Poiché la caduta di tensione attraverso il resistore sarà inferiore, la caduta di tensione totale attraverso i LED deve essere sottratta dalla fonte di alimentazione.
È necessario che il diodo installato sia progettato per una corrente simile alla corrente che passa attraverso i LED, e la tensione inversa deve essere uguale alla somma delle tensioni sui LED. È meglio utilizzare un numero pari di LED e collegarli uno dopo l' altro.
Ci possono essere più di dieci LED in una catena. Per calcolare il condensatore è necessario sottrarre dalla tensione di ampiezza della rete 315 V la somma della caduta di tensione dei LED. Di conseguenza, troviamo il numero di cadutatensione attraverso il condensatore.
Errori di connessione LED
- Il primo errore è quando colleghi un LED senza limitatore, direttamente alla sorgente. In questo caso, il LED si guasterà molto rapidamente, a causa della mancanza di controllo sulla quantità di corrente.
- Il secondo errore è collegare i LED installati in parallelo a un resistore comune. A causa della dispersione dei parametri, la luminosità dei LED sarà diversa. Inoltre, se uno dei LED si guasta, la corrente del secondo LED aumenterà, a causa della quale potrebbe bruciarsi. Quindi, quando viene utilizzata una singola resistenza, i LED devono essere collegati in serie. Ciò consente di lasciare la corrente invariata durante il calcolo della resistenza e aggiungere le tensioni dei LED.
- Il terzo errore è quando i LED progettati per correnti diverse vengono accesi in serie. Questo fa sì che uno di loro bruci debolmente, o viceversa, si esaurisca.
- Il quarto errore è usare una resistenza che non ha abbastanza resistenza. Per questo motivo, la corrente che scorre attraverso il LED sarà troppo grande. Parte dell'energia, a una tensione di corrente sovrastimata, viene convertita in calore, provocando il surriscaldamento del cristallo e una significativa riduzione della sua durata. La ragione di ciò sono i difetti del reticolo cristallino. Se la tensione di corrente aumenta ancora di più e la giunzione p-n si riscalda, ciò comporterà una diminuzione della resa quantistica interna. Di conseguenzala luminosità del LED diminuirà e il cristallo verrà distrutto.
- Il quinto errore è accendere il LED a 220V, il cui circuito è molto semplice, in assenza di limitazione della tensione inversa. La tensione inversa massima consentita per la maggior parte dei LED è di circa 2 V e la tensione di semiciclo inversa influisce sulla caduta di tensione, che è uguale alla tensione di alimentazione quando il LED è spento.
- Il sesto motivo è l'uso di un resistore la cui potenza è insufficiente. Ciò provoca un forte riscaldamento della resistenza e il processo di fusione dell'isolamento che tocca i suoi fili. Quindi la vernice inizia a bruciare e sotto l'influenza delle alte temperature si verifica la distruzione. Questo perché la resistenza dissipa solo la potenza che è stata progettata per gestire.
Schema per l'accensione di un potente LED
Per collegare potenti LED, è necessario utilizzare convertitori AC/DC con un'uscita di corrente stabilizzata. Ciò eliminerà la necessità di un resistore o di un circuito integrato del driver LED. Allo stesso tempo, possiamo ottenere una semplice connessione LED, un comodo utilizzo del sistema e una riduzione dei costi.
Prima di accendere i LED potenti, assicurati che siano collegati a una fonte di alimentazione. Non collegare il sistema a un alimentatore alimentato, altrimenti i LED si guastano.
5050 LED Caratteristiche. Schema elettrico
I LED a bassa potenza includono anche LED a montaggio superficiale (SMD). Molto spesso sono usati perpulsanti di retroilluminazione in un telefono cellulare o per strisce LED decorative.
5050 I LED (dimensioni del tipo di corpo: 5 x 5 mm) sono sorgenti luminose a semiconduttore, la cui tensione diretta è di 1,8-3,4 V e l'intensità della corrente continua per ciascun cristallo è fino a 25 mA. La particolarità dei LED SMD 5050 è che il loro design è costituito da tre cristalli, che consentono al LED di emettere più colori. Si chiamano LED RGB. Il loro corpo è realizzato in plastica resistente al calore. La lente diffusa è trasparente e riempita con resina epossidica.
Affinché i LED 5050 durino il più a lungo possibile, devono essere collegati in serie ai valori di resistenza. Per la massima affidabilità del circuito, è meglio collegare una resistenza separata per ciascuna catena.
Schemi di accensione LED lampeggianti
Il LED lampeggiante è un LED con un generatore di impulsi integrato. La frequenza del flash va da 1,5 a 3 Hz.
Nonostante il LED lampeggiante sia abbastanza compatto, contiene un chip generatore di semiconduttori ed elementi aggiuntivi.
Per quanto riguarda la tensione del LED lampeggiante, è universale e può variare. Ad esempio, per l' alta tensione è 3-14 volt e per la bassa tensione è 1,8-5 volt.
Di conseguenza, le qualità positive di un LED lampeggiante includono, oltre alle ridotte dimensioni e compattezza del segnalatore luminoso, anche un ampio range di tensione ammissibile. Inoltre, può emettere vari colori.
In tipi separati di lampeggioI LED sono integrati in circa tre LED multicolori, che hanno intervalli di lampeggio diversi.
I LED lampeggianti sono anche abbastanza economici. Il fatto è che il circuito elettronico per l'accensione del LED è realizzato su strutture MOS, grazie alle quali è possibile sostituire un'unità funzionale separata con un diodo lampeggiante. A causa delle loro piccole dimensioni, i LED lampeggianti sono spesso utilizzati in dispositivi compatti che richiedono piccoli elementi radio.
Nel diagramma, i LED lampeggianti sono indicati allo stesso modo di quelli ordinari, l'unica eccezione è che le linee delle frecce non sono solo diritte, ma tratteggiate. Pertanto, simboleggiano il lampeggio del LED.
Attraverso il corpo trasparente del LED lampeggiante, puoi vedere che è composto da due parti. Lì, sul terminale negativo della base del catodo, c'è un cristallo di diodo emettitore di luce e sul terminale dell'anodo c'è un chip oscillatore.
Tutti i componenti di questo dispositivo sono collegati tramite tre ponticelli a filo dorato. Per distinguere un LED lampeggiante da uno normale, basta guardare l'alloggiamento trasparente nella luce. Lì puoi vedere due substrati della stessa dimensione.
Su un substrato c'è un cubo emettitore di luce cristallina. È realizzato in lega di terre rare. Per aumentare il flusso luminoso e la messa a fuoco, nonché per formare il diagramma di radiazione, viene utilizzato un riflettore parabolico in alluminio. Questo riflettore nel LED lampeggiante è di dimensioni inferiori rispetto a quello normale. Questo perché nel secondo tempola custodia contiene un substrato con un circuito integrato.
Questi due substrati sono collegati tra loro per mezzo di due ponti di filo dorato. Per quanto riguarda il corpo del LED lampeggiante, può essere realizzato in plastica opaca a diffusione della luce o in plastica trasparente.
A causa del fatto che l'emettitore nel LED lampeggiante non si trova sull'asse di simmetria del corpo, è necessario utilizzare una guida di luce diffusa colorata monolitica per il funzionamento dell'illuminazione uniforme.
La presenza di un involucro trasparente si trova solo nei LED lampeggianti di grande diametro, che hanno un diagramma di radiazione stretto.
Il generatore di LED lampeggianti è costituito da un oscillatore principale ad alta frequenza. Il suo lavoro è costante e la frequenza è di circa 100 kHz.
Insieme al generatore di alta frequenza, funziona anche un divisore sugli elementi logici. Lui, a sua volta, divide l' alta frequenza fino a 1,5-3 Hz. Il motivo per l'utilizzo di un generatore ad alta frequenza con un divisore di frequenza è che il funzionamento di un generatore di bassa frequenza richiede un condensatore con la capacità maggiore per il circuito di temporizzazione.
Portare l' alta frequenza fino a 1-3 Hz richiede la presenza di divisori sugli elementi logici. E possono essere applicati abbastanza facilmente su un piccolo spazio di un cristallo semiconduttore. Sul substrato semiconduttore, oltre al divisore e all'oscillatore principale ad alta frequenza, sono presenti un diodo di protezione e un interruttore elettronico. restrittivola resistenza è incorporata nei LED lampeggianti, che sono classificati per una tensione da 3 a 12 volt.
LED lampeggianti a bassa tensione
Per quanto riguarda i LED lampeggianti a bassa tensione, non hanno una resistenza di limitazione. Quando l'alimentazione è invertita, è necessario un diodo di protezione. È necessario per prevenire il guasto del microcircuito.
Affinché i LED lampeggianti ad alta tensione funzionino a lungo e funzionino senza intoppi, la tensione di alimentazione non deve superare i 9 volt. Se la tensione aumenta, la dissipazione di potenza del LED lampeggiante aumenterà, il che porterà al riscaldamento del cristallo semiconduttore. Successivamente, a causa dell'eccessivo riscaldamento, inizierà il degrado del LED lampeggiante.
Quando è necessario controllare lo stato di salute di un LED lampeggiante, per farlo in sicurezza, è possibile utilizzare una batteria da 4,5 volt e una resistenza da 51 ohm collegata in serie al LED. La potenza del resistore deve essere di almeno 0,25 W.
Installazione dei LED
L'installazione dei LED è una questione molto importante perché è direttamente correlata alla loro fattibilità.
Poiché i LED e i microcircuiti non amano l'elettricità statica e il surriscaldamento, è necessario saldare le parti il più rapidamente possibile, non più di cinque secondi. In questo caso, è necessario utilizzare un saldatore a bassa potenza. La temperatura della punta non deve superare i 260 gradi.
Durante la saldatura, puoi utilizzare anche pinzette mediche. LED pinzetteè bloccato più vicino alla custodia, grazie alla quale viene creata un'ulteriore rimozione del calore dal cristallo durante la saldatura. Affinché le gambe del LED non si rompano, non devono essere piegate molto. Dovrebbero rimanere paralleli tra loro.
Per evitare sovraccarichi o cortocircuiti, il dispositivo deve essere dotato di un fusibile.
Schema per accendere i LED senza problemi
Lo schema LED di accensione e spegnimento graduale è popolare tra gli altri e i proprietari di auto che vogliono mettere a punto le loro auto ne sono interessati. Questo schema viene utilizzato per illuminare l'interno dell'auto. Ma questa non è la sua unica applicazione. Viene utilizzato anche in altre aree.
Un semplice circuito di avviamento graduale a LED sarebbe costituito da un transistor, un condensatore, due resistori e un LED. È necessario scegliere resistori limitatori di corrente che possano far passare una corrente di 20 mA attraverso ciascuna stringa di LED.
Il circuito per l'accensione e lo spegnimento graduale dei LED non sarà completo senza un condensatore. È lui che le permette di raccogliere. Il transistor deve essere p-n-p-struttura. E la corrente sul collettore non dovrebbe essere inferiore a 100 mA. Se il circuito di avviamento graduale a LED è assemblato correttamente, utilizzando l'esempio dell'illuminazione interna di un'auto, i LED si accendono senza problemi in 1 secondo e, dopo la chiusura delle porte, si spengono senza problemi.
Accensione alternativa dei LED. Diagramma
Uno degli effetti di luce che utilizzano i LED è accenderli uno per uno. Si chiama fuoco acceso. Tale schema funziona da un'alimentazione autonoma. Per la sua progettazione, viene utilizzato un interruttore convenzionale, che fornisce alimentazione a ciascuno dei LED a turno.
Considera un dispositivo composto da due microcircuiti e dieci transistor, che insieme costituiscono l'oscillatore principale, controllano e si indicizzano. Dall'uscita dell'oscillatore master, l'impulso viene trasmesso all'unità di controllo, che è anche un contatore decimale. Quindi la tensione viene applicata alla base del transistor e la apre. L'anodo del LED è collegato al positivo della fonte di alimentazione, che porta a un bagliore.
Il secondo impulso forma un'unità logica all'uscita successiva del contatore, e una bassa tensione apparirà su quella precedente e chiuderà il transistor, provocando lo spegnimento del LED. Quindi tutto accade nella stessa sequenza.
