L'uso diffuso dei LED inizia a metà degli anni '60 del secolo scorso. Da allora, questo dispositivo ha subito molte modifiche. E oggi, quando il prezzo dei LED è notevolmente diminuito, la loro popolarità tra i consumatori è cresciuta in modo significativo. L'illuminazione realizzata attraverso l'uso dei LED è dieci passi avanti rispetto alle lampade a incandescenza e ai dispositivi di illuminazione fluorescenti: sono molte volte più economiche, affidabili e durevoli.
Cos'è un LED e come funziona
Un LED è un dispositivo che utilizza le proprietà di una giunzione p-n ed emette fotoni, converte la corrente elettrica in radiazione luminosa, che si verifica quando la combinazione inversa di elettroni e lacune nella regione della giunzione p-n. Cioè, una condizione necessaria per collegare i LED per produrre un bagliore è una giunzione p-n, che è il contatto di due semiconduttori con diversi tipi di conducibilità. Per questi scopii cristalli semiconduttori sono trattati con impurità accettori da un lato e impurità di donatori dall' altro. In questo caso, per l'emissione della luce, è necessaria la vicinanza dei quanti di energia luminosa del campo del visibile con il band gap della regione attiva del LED. Inoltre, il cristallo deve contenere un numero trascurabile di difetti, per cui la combinazione inversa di elettroni e lacune nella regione della giunzione p-n si verifica senza radiazione.
Come ci si connette?
Il collegamento dei LED è soggetto al rigoroso rispetto della polarità. A tal fine, le uscite dei LED hanno i nomi appropriati: anodo e catodo. Di conseguenza - più e meno.
Il LED è in grado di emettere un bagliore solo se acceso direttamente. Quando lo riaccendi, si guasta permanentemente.
Poiché il LED può emettere luce solo a determinati valori di tensione e corrente, è necessario inserire nello schema elettrico una resistenza di limitazione.
Come collegare un LED a 220V?
Come è possibile farlo? Collegare un LED a una sorgente di corrente a 220 V non è affatto facile come potrebbe sembrare. L'essenza del problema risiede nelle caratteristiche tecniche del dispositivo, il cui funzionamento si basa sul principio del passaggio di corrente attraverso i cristalli, a seguito del quale iniziano a produrre un bagliore. Per rispettare questo principio, è necessario un altro dispositivo: un driver, il cui compito è controllare l'alimentazione di corrente al cristallo. Allo stesso tempo, il driver lo limita alla quantità richiesta per specifici modelli di LED utilizzati.
Altrimentiil collegamento dei led avviene direttamente ad una tensione di 220 V e viene utilizzato quando il led deve apparire come un indicatore di bassa potenza e quando solo uno o pochi elementi sono coinvolti nel collegamento. Nella maggior parte dei casi, il LED viene utilizzato come sorgente luminosa ed è collegato tramite un driver che dispone già di tutti i parametri necessari per il normale funzionamento del dispositivo.
Il LED non si accende se la tensione applicata è inferiore al valore richiesto. D' altra parte, se tale tensione supera il valore desiderato, il dispositivo si guasta. Per evitare tali casi, viene utilizzata una resistenza di limitazione della corrente per collegare il LED.
Di seguito è mostrato uno schema approssimativo di collegamento del driver per l'illuminazione decorativa a LED.
La caratteristica principale del driver è la conversione della corrente alternata che scorre in una presa domestica convenzionale e, di conseguenza, viene fornita una corrente costante al LED.
Collegamento seriale dei LED
La connessione di tali dispositivi ha le sue caratteristiche. È meglio collegare più LED contemporaneamente in serie. Questa connessione ridurrà il consumo di energia e ti consentirà di connettere un gran numero contemporaneamente. Ma allo stesso tempo, tutti i LED collegati in serie devono essere dello stesso tipo e l'alimentatore deve avere potenza sufficiente ed essere in grado di fornire la tensione richiesta.
Collegare i LED secondo questo principio è abbastanza semplice. I diodi sono collegati in serie. Un esempio lampante di tale connessione è una normale ghirlanda di alberi di Natale.
Collegamento LED Arduino
Come risolvere il problema in modo che il LED si accenda e si spenga con un intervallo di 1 secondo? Il cosiddetto sketch può aiutarci in questo: un programma creato nell'ambiente Arduino. Arduino è un designer elettronico e una comoda piattaforma che è diventata la più utilizzata dagli appassionati di elettronica, poiché questo sistema è abbastanza semplice e facile da usare. I dispositivi basati su Arduino possono controllare vari attuatori. In particolare il LED.
La figura seguente mostra lo schema di collegamento del LED al controller Arduino, su cui il dispositivo è collegato all'ottava uscita. Questo fatto deve essere tenuto in considerazione durante la programmazione, impostando i parametri necessari.
Connessione parallela
Il collegamento in parallelo dei LED è ampiamente utilizzato dalla popolazione nella vita di tutti i giorni, in qualsiasi display a LED o matrice di LED.
I LED presentano discrepanze tecnologiche nel valore della riduzione della tensione continua. Di conseguenza, diverse correnti li attraverseranno. In questo caso varierà anche l'intensità della luce, che l'occhio umano percepisce come una luminosità diversa. Per questo motivo le correnti devono essere equalizzate con resistori di zavorra.
La figura mostra lo schema di collegamento in paralleloLED in un modo. Allo stesso tempo, l'opzione "a" è errata, non è consigliabile applicarla nella pratica. L'opzione "b" corretta è con resistori di zavorra.
Connessione personale
Il collegamento dei LED fai-da-te deve essere eseguito secondo tutte le regole. Per il collegamento, è necessario utilizzare fili piccoli poiché la resistenza di un tale filo sarà quasi uguale alla resistenza dei LED. In questo caso, l'esperienza mostra che la tensione diminuisce a seconda della lunghezza del filo. Per questo motivo gli alimentatori si trovano vicino ai dispositivi LED. Oppure utilizzano alimentatori per LED con una tensione di uscita di 24 V, 36 V o 48 V. A loro volta, i produttori di strisce LED le producono per diverse tensioni:
Collegamento a 1,5 V. Con questo collegamento, i LED, la cui tensione di funzionamento nella maggior parte dei casi supera 1,5 V, necessitano di una fonte di alimentazione di almeno 3,2 V. In questo caso, viene utilizzato un generatore di blocco per il collegamento su resistore, transistor e trasformatore
- Collegamento a 5 V. Questa connessione del LED prevede il collegamento di un resistore con una resistenza nell'intervallo 100-200 ohm.
- Collegare a 9 V. Questo alimentatore viene utilizzato molto raramente per collegare i LED. Molto spesso, tre diodi sono collegati in serie con una corrente di esercizio di 20 mA.
- Connessionea 12 V. Comprende la determinazione del tipo di unità, la ricerca della corrente nominale, della tensione e del consumo energetico. Nel caso di tale collegamento, è necessario utilizzare un resistore, che viene posizionato su qualsiasi parte del circuito elettrico.
- Collegamento a 220 V. Con questo collegamento è necessario limitare il livello di corrente che passerà attraverso il LED, nonché abbassare il livello di tensione del LED inverso, poiché solo così sarà possibile prevenire un guasto. Il livello di corrente è limitato da resistori, condensatori o induttori.
Concentriamoci sulla connessione a una rete a 220 V.
Il principio di connessione a tariffe elevate
Come collegare un LED a una rete a 220 V? Come già accennato, per l'assemblaggio ottimale del dispositivo è necessario un driver, poiché per realizzare tale connessione e affinché i dispositivi possano funzionare in modo stabile, è necessario ridurre l'ampiezza della tensione e ridurre l'intensità della corrente, nonché come convertire la tensione CA in CC. Un divisore dotato di un resistore o di un carico capacitivo, oltre a vari stabilizzatori, può aiutare a risolvere questo problema.
Interruttore lampada
Come è collegato l'interruttore LED? Per noi l'interruttore elettrico negli appartamenti non è una curiosità da molto tempo. Tuttavia, i progressi non si fermano e i produttori di apparecchiature per l'illuminazione hanno già migliorato gli interruttori a cui siamo abituati dotandoli di retroilluminazione a LED. Talei dispositivi provvedono alla loro illuminazione quando sono spenti. Durante il giorno, un tale miglioramento, ovviamente, è impercettibile. Ma di notte, questa apparentemente sciocchezza è straordinariamente rilevante. Il collegamento di un interruttore con un LED non è un compito difficile, poiché viene eseguito secondo uno schema molto semplice. Tuttavia, le precauzioni di sicurezza richiedono l'osservanza di alcune sfumature.
Come puoi vedere dal diagramma presentato, il dispositivo è composto da due soli elementi: un resistore che limita la corrente e, in effetti, una sorgente di luce. La complessità e il peculiare paradosso sta nel fatto che il LED è inserito in un interruttore a 220 V AC. Allo stesso tempo, il LED stesso è progettato per una tensione costante da 2 a 12 V. Tuttavia, quando l'intensità della corrente è molto maggiore di quella che questa sezione del circuito di connessione è in grado di passare, l'energia in eccesso viene convertita in calore. E se non ci fosse un resistore davanti al LED, la corrente che lo attraversa farebbe semplicemente evaporare il cristallo del diodo. È tutta una questione di resistenza, che interrompe la maggior parte della corrente.
Algoritmo di lavoro
Il collegamento del LED nell'interruttore avviene in più fasi:
- Spegnere completamente l'alimentazione.
- Smontiamo l'interruttore, colleghiamo gli elementi ai suoi terminali secondo lo schema sopra.
- Nel pannello interruttori con un trapano sottile, praticare un foro per l'uscita del LED.
- Assemblaggio dell'interruttore.
- Ripristino alimentazione.
- Utilizzo del dispositivo.
