כל מה שאתה צריך לדעת על נוריות LED: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

דיודה פולטת אור היא מכשיר אלקטרוני הפולט אור כאשר זרם עובר דרכו. נוריות LED קטנות, יעילות במיוחד, בהירות, זולות, רכיבים אלקטרוניים. אנשים חושבים כי נוריות LED הן רק רכיבים הנפוצים של אור, ונוטים להתעלם מהעובדות והתכונות המעניינות של נוריות LED. במדריך זה אלמד אותך 'כל מה שאתה צריך לדעת על נוריות' הכולל את דירוגי העבודה, הזרם וההספק שלהם, מבנים, סוגים, מחשבון הנגד עבור נוריות LED, שימושים, בדיקות ומעגל LED פשוט.

להלן קישור לאפליקציית האנדרואיד החינמית 'מחשבון הנגד LED': מחשבון הנגד LED. יישום זה עוזר לך לחשב את ערך הנגד המתאים הנדרש עבור LED.

היסטוריה של ה- LED

קפטן הנרי ג'וזף סיבוב היה אחד מחלוצי הרדיו המוקדמים וקיבל 117 פטנטים. הוא היה הראשון שדיווח על התבוננות באלקטרו-אור של דיודה, מה שהוביל לגילוי הדיודה פולטת האור. ולדימירוביץ 'לוסב הבחין בפליטות אור מצמתים קרבורונדום. במהלך עבודתו כטכנאי רדיו, הוא הבחין כי דיודות קריסטל המשמשות במקלטי רדיו פולטים אור כאשר זרם עבר דרכן. בשנת 1927 פרסם לוסב פרטים בעיתון רוסי על עבודתו בנושא דיודות פולטות אור. כמה שנים לאחר מכן המציא ניק הולוניאק, ג'וניור, את ה- LED הראשון (האדום) הנראה לעין בשנת 1962 בזמן שעבד כמדען ייעוץ במעבדה של חברת ג'נרל אלקטריק בסירקיוז, ניו יורק.

רשימת חלקים:

• מגוון נוריות צבע - AliExpress
• נוריות RGB - AliExpress
• נוריות IR - AliExpress

שלב 1: הרכב ועבודה

תמונה:

1. קידום LED.
2. מבט מלמעלה של האלקטודות של ה- LED. (קתודה גדולה יותר, אנודה קטנה יותר).
3. תקריב של אנודה וקתודה של LED. (LED חתוך לחצי).
4. אנודה וקתודה של LED הוסרו ממעטפת פלסטיק.

הרכב

מרבית הנוריות הנפוצות ביותר מורכבות מגליום (Ga), ארסן (אס) וזרחן (P). נוריות LED מודרניות אינן רק סוגי GaAsP - מבשלות אחרות של מוליכים למחצה יש בשפע! מוליכים למחצה אלה משמשים גם ברכיבים אלקטרוניים אחרים.

עובד

LED הוא דיודה צומת P-N הפולטת אור. כאשר נורית LED נמצאת בהטיה קדימה היא פולטת אור במקום חום המופק על ידי דיודה רגילה. כאשר צומת P-N נמצא בהטיה קדימה, במקרה של LED חלק מהחורים משתלבים עם האלקטרונים של אזור N- וחלק מהאלקטרונים מ- N משתלבים עם חור מאזור ה- P. כל שילוב מחדש מקרין אור או פוטונים.

ללדים יש קוטביות ולכן הם אינם פועלים אם הם מחוברים בהטיה הפוכה. השיטה הקלה ביותר לבדוק את הקוטביות של ה- LED הנפוץ היא על ידי החזקת ה- LED קרוב לעין שלך. אתה תראה שיש שתי אלקטרודות. העבה יותר הוא הקתודה (-). האור נפלט מהקתודה. האלקטרודה הדקה יותר היא האנודה (+). [למרות ששיטה זו של בדיקת קוטביות לא תעבוד עבור כמה נוריות LED כמו נוריות יעילות גבוהה וכו 'כשההיפך הוא הנכון]. באופן כללי LED מיוצרים כך שאורך המוליכים של הקתודה והאנודה שונה. בשל נוריות LED אלה מיוצרות עם עופרת האנודה (+) ארוכה יותר מהוביל (-) הקתודה. זה גם מקל על קביעת הקוטביות. הערה: חלק מהיצרנים שומרים על שתי מוליכות האלקטרודה באותו אורך. על מנת לבדוק את הקוטביות תצטרך להשתמש במולטימטר.

שלב 2: דירוגי זרם וכוח, חוק האיץ

תמונה: סמל LED

נוריות IR נפוצות עשויות לעבוד עד ~ 1.5V אך הצורך הנפוץ של LED אדום ~ 1.8V, הצורך של LED ירוק משותף ~ 2V & נוריות LED כחולות ולבנות (שכמובן כחולות עם ציפוי זרחן) צריכות 3V טוב.

לנורות אין "דירוג מתח"; הם מונעים על ידי זרם. הבהירות פרופורציונלית בערך לזרם, ולא ביחס ישר למתח. בכל זרם מסוים יהיה להם מתח קדימה, אך זה משני לזרם, שהוא הגורם העיקרי שיש לשלוט בו.

דירוגים שוטפים

הדירוגים הנוכחיים של נוריות LED דומים גם דירוגי מתח. נוריות LED בדרך כלל בעלות דירוג זרם סטנדרטי. רוב נוריות ה- LED דורשות כ- 5-25 mA. הזרם הנדרש על ידי נורית LED תלוי לפעמים בצבע הנורית. אם אתה מספק עודף זרם הלד יישרף וייפגע. מצד שני אם אתה מספק זרם נמוך מאוד הנורית לא תפיק את התפוקה המקסימלית שלה. נוריות LED אדומות/ירוקות מודרניות במיוחד יכולות לתת תפוקה מקובלת (לשימוש בסטטוס וכו ') בכמעט 1mA

דירוג כוח

נוריות LED יכולות להיות בעלות דירוג הספקים שונות בהתאם לסוג, דירוג בנייה וזרם וכו '. נוריות LED מגיעות גם בחבילות' LED בעל עוצמה גבוהה '. נוריות LED פחות יעילות מנורות קונבנציונאליות כגון נורות CFL ונורות ליבון.

חוק האיץ

הוא קובע כי כל עשור העלות ללומן (יחידת אור שימושי הנפלט) יורדת בפקטור של 10, וכמות האור הנוצרת לחבילת LED עולה בפקטור של 20, לאורך אורך גל נתון (צבע) של אור. הוא נחשב למקביל ה- LED לחוק מור, הקובע שמספר הטרנזיסטורים במעגל משולב נתון מכפיל את עצמו כל 18 עד 24 חודשים. שני החוקים מסתמכים על ייעול התהליכים בייצור התקני מוליכים למחצה.

שלב 3: בנה

תמונה:

1. LED בסיסי.
2. LED כיפה.
3. LED SMD (גדול).
4. LED SMD (קטן).
5. תצוגת LED המשמשת בתצוגת 7 פלחים.

נוריות LED מיוצרות במגוון צורות וגדלים. צבע עדשת הפלסטיק לעתים קרובות זהה לצבע האור האמיתי הנפלט, אך לא תמיד. לדוגמה, פלסטיק סגול משמש לעתים קרובות עבור נוריות אינפרא אדום, ולרוב המכשירים הכחולים יש מעטות חסרות צבע. נוריות LED מודרניות בעלות הספק גבוה כגון אלה המשמשות לתאורה ותאורה אחורית נמצאות בדרך כלל בחבילות התקני הרכבה על פני השטח (SMD). בכמה נוריות LED יש עדשות פלסטיק מפוזרות.

LED בסיסי

ה- LED הבסיסי הוא אחד מנורות הלד הנפוצות ביותר. גם בגלל הפופולריות שלה הפייס שלה זול יחסית בהשוואה למנורות LED. זה נראה מאוד בסיסי והעיצוב פשוט מאוד.

LED כיפה

זהו סוג של LED המעוצב כ'כיפה '. צורה זו מעוצבת מדי להגדיל את השטח שאליו מועבר האור. במילים אחרות זווית הפליטה (היקף) האור מהנורית גדולה מהנורית הבסיסית. בדרך כלל זה נשלט על ידי המרחק שהם ממקמים את פולט האור מהכיפה. גיליונות המפרט נותנים לך כמעט תמיד "זווית חצי עוצמה" (הזווית מחוץ לציר שבה אתה רואה רק חצי מהבהירות). אם אתה רוצה זווית פליטה רחבה בהרבה אתה יכול לנתק את הכיפה בעזרת כלי דרמל. אם אכפת לך, תוכל להגיש או לסיים את הקצה, אך אין צורך בכך. ככל שתחתכו אותו למכשיר הפליטה, כך תקבלו זווית רחבה יותר. אבל היזהר לא לחתוך קרוב מדי כי יש שם חוט זעיר שבדרך כלל לא ניתן לראות אותו בעין. למרות שסוג זה של LED מעט יקר יותר מאשר לד בסיסי.

LED LED

סוג זה של LED הוא בדרך כלל קטן מאוד בגודלו. SMD פירושו התקן מותקן על פני השטח. וכפי ששמו מרמז, נורית LED זו מולחמת על פני ה PCB בניגוד לרכיבים קונבנציונאליים של "חור". נוריות LED אלה בדרך כלל מולחמות על ידי מכונות (רובוט הלחמה מדויק) והן קשות במיוחד להלחמה ביד (אם כי לא ניתן לחמם נוריות SMD ביד). אין צורך בהלחמה של נוריות SMD ביד אתה רק צריך מלחם דק, קצת הלחמה דקה, אור בהיר, ואולי מגדיל וכמה כישורי הלחמה טובים ומדויקים.

תצוגת LED

סוג זה של LED משמש בעיקר במסכים מכיוון שצורתו שטוחה.

שלב 4: סוגים

תמונה:

1. נוריות כיפה.
2. נוריות IR.
3. 7 פלחי תצוגת LED
4. LED בשלושה צבעים (LED שמשנה צבע).

צבע LED

נוריות LED צבעוניות ולבנות משמשות בעיקר במחוונים, מנורות, ציוד תאורה וכו '. הם אחד מנורות הלד הנפוצות ביותר.

שינוי צבע LED (תלת/דו צבע LED)

בסוג LED זה, הצבע שנפלט על ידי הלד משתנה תוך פרק זמן מסוים. מעגל משולב זעיר (IC) מוטמע בתוך לוח LED זה כדי לשלוט על עיכוב הזמן בין המעבר בין הצבעים השונים. נוריות Tri/bicolor אינן משנות את צבען, למעשה מדובר בשני נוריות LED נפרדות (לרוב אדומות וירוקות) באריזה אחת. אתה מסובב אחד או את השני כדי לייצר שני צבעים ושניהם כדי ליצור שלישי.

אינפרא אדום (IR) LED

סוג זה של קרני LED קרן אור אינפרא אדום. עיני האדם אינן יכולות לראות את קרני האינפרא אדום הללו. סוג זה של LED עובד בדרך כלל על תדר שידור של 38KHz. המעצב מאפנן את ה- LED כדרך המקלט להפלות אותו ממקורות IR אחרים. נוריות LED גם מאופננות בתדרים נמוכים מאוד כדי להראות נורית מהבהבת, ולעתים קרובות מאופננות בתדרים גבוהים יחסית עם מחזור עבודה שונה כדי לשלוט ביעילות בהירותן. ואז חלקם מאופננים בתדרים גבוהים בהרבה לשליחת נתונים (כפי שהם משמשים בסיבים אופטיים למשל). הוא משמש בעיקר במכשירי תקשורת עם שלט רחוק וקטנים. אתה יכול לבדוק נורית IR על ידי צפייה בו מתחת למצלמה בזמן שזרם מופעל על פני הלד. במילים אחרות מצלמות יכולות לזהות קרני IR הנפלטות מהנורית. מצלמות שאין להן מסנן חסימות IR יכולות בדרך כלל לראות ליד IR די טוב (ונוטות להיות מצלמות זולות ובמיוחד מצלמות אבטחה). אך יש לציין כי אפילו כמה מצלמות טלפון סלולרי אינן רואות טוב במיוחד את IR LED בגלל מסנן חסימת ה- IR שלהן.

7 פלחי תצוגת LED

LED תצוגה של 7 קטע הוא LED המורכב משבע LED לתצוגה המחוברות בצורה של 8. הוא משמש במחשבונים, מציגים וכו '. LED דומה לזה משמש גם להצגת אלפבית.

LED LED

UV LED פולט קרני אור אולטרה סגולות. לקרנים אלה יש יישומים שונים כגון עיקור, טיהור מים וכו '.

שלב 5: מחשבון הנגד ל LED

תמונות:

1. נגדים שונים ונורית LED.
2. לוגו אפליקציית מחשבון התנגדות LED.

לכן השאלה הנפוצה ביותר לגבי LED היא הנגד המתאים לשימוש יחד. הסיבה שבה משתמשים בנגד יחד עם נוריות LED היא להגן עליהם מפני זרם עודף שעלול להישרף ולפגוע בנורית ה- LED. אבל בחירת הנורית הנכונה אינה פשוטה כל כך. למה? ובכן, אם תבחר בהתנגדות גבוהה מאוד, הנורית לא תוציא את האור המקסימלי שלה. ואם יש לך התנגדות נמוכה, יש סיכוי שהנורית תיפגע.

אז הומצאה נוסחה פשוטה:

התנגדות = (מקור מתח - מתח LED) / (זרם LED / 1000)

*זכור, זרם ה- LED הוא מיליאמפר (mA)

כדי להקל על החישוב הזה, אתה יכול להשתמש בחינם זה מחשבון התנגדות LED לאנדרואיד. זוהי אפליקציה שתוכננה במיוחד עבור מדריך זה. תכונות אחרות ועוד פונקציות ומחשבונים הקשורים לאלקטרוניקה יתווספו לאפליקציה זו. האפליקציה פותחה על ידי BluBot Technologies. אתה יכול לבדוק את המדריכים שלו ולפנות אליו דרך Orangeboard שלו @Nathan Neal Dmello. הוא גם לוקח על עצמו פרויקטים שונים אחרים בפיתוח אפליקציות, אתרים, תוכנות מחשב וכו '. תוכל ליצור עמו קשר באמצעות האתר שלו.

שלב 6: שימושים

תמונה:

1. שלט טלוויזיה ללא לחיצה על כפתור.
2. שלט טלוויזיה בלחיצה על כפתור ומזהה פלאש LED IR.
3. רצועת LED של כיפה מפנס חירום.
4. פלאש LED של מצלמת סמארטפון.
5. מחווני כוח LED של מחשב נייד.

נוריות LED משמשות בכל מקום. מהבזק הטלפון שלך, למערכת המוסיקה של המכוניות שלך, לנורות הגן שלך, לתצוגת הטלוויזיה שלך. ביסודו האופי האדפטיבי והיעילות שלהם העניקו להם מקום ברוב הגאדג'טים האלקטרוניים.

חלק מהשימושים המוכרים ביותר הם:

1. תְאוּרָה.
2. תצוגות.
3. אינדיקטורים.
4. אורות וחפצים דקורטיביים.
5. שלט רחוק.
6. סְטֶרִילִיזַציָה.
7. טיהור מים.
8. רפואת שיניים ויישומים רפואיים אחרים.

שלב 7: בדיקה ומעגל

תמונה:

1. מולטימטר המשמש לבדיקת LED.
2. מעגל פשוט באמצעות LED.

בדיקה

בודק מהיר קלאסי לצבע, בהירות וקוטביות הוא רק תא מטבע ליתיום 3V (למשל CR2032). גע רק נוריות מתח נמוך יותר לזה בקצרה כמובן, אחרת הן עלולות להתחמם יתר על המידה!

ניתן לבדוק כמה מנורות LED על מנת לבדוק אם הוא פועל כראוי באמצעות מולטימטר ועל ידי ביצוע השלבים:

1. הגדר את החוגה של המולטימטר לפונקציית 'המשכיות'.
2. כעת חבר את האנודה (+) של הנורית לאבחון האדום/חיובי/(+) של המולטימטר וחבר את הקתודה (-) של הנורית לבדיקה השחורה/השלילית/(-) של המולטימטר.
3. אם הנורית פועלת, המולטימטר יתחיל להשמיע צליל 'ביפ'. וערך יופיע על מסך המולטימטר. בנוסף לכך ה- LED אמור להידלק.

*בדיקת LED באמצעות פונקציית ההמשכיות של מולטימטר בדרך כלל לא תעבוד מכיוון שרוב המולטימטרים מפעילים רק מתח נמוך, פחות מ- 1V, לבדיקות ההתנגדות וההמשכיות. אם כן, המולטימטר לא ישמיע צפצוף רציף; הוא עשוי להשמיע צפצוף אחד קצר. למולטימטרים רבים יש פונקציית בדיקת דיודה, המסומנת על ידי סמל דיודה, המתחיל עד 2V על פני הדיודה. זה יגיד לך באופן מהימן את הקוטביות של נוריות רבות אך לאו דווקא נוריות כחולות ולבנות עם מתח קדימה גבוה.

אתה יכול גם לבדוק את הנורית וכל רכיב אחר בעזרת מעגל זה:- בודק רכיבי חיישן אלקטרוניים

מעגל חשמלי

זהו אחד המעגלים הבסיסיים והרבגוניים ביותר שתוכל למצוא בו המשתמשת בתוכו LED. הסיבה שהוא מעגל נהדר להתחיל איתו היא שהוא יכול גם לבדוק את פעולתם של כל רכיב אלקטרוני או חיישנים אלקטרוניים אחרים. תוכל גם לבדוק הדרכה מפורטת שתעזור לך ליצור מעגל זה: בודק רכיבי חיישן אלקטרוניים

סגנית בתחרות הטכנולוגיה

פרס שני במדריך Teach it! תחרות בחסות דרמל