Plaša gaismas diožu izmantošana sākas pagājušā gadsimta 60. gadu vidū. Kopš tā laika šī ierīce ir piedzīvojusi daudzas izmaiņas. Un šodien, kad gaismas diodes ir ievērojami samazinājušās, to popularitāte patērētāju vidū ir ievērojami augusi. Apgaismojums, kas realizēts, izmantojot LED, ir desmit soļus priekšā kvēlspuldzēm un dienasgaismas apgaismojuma ierīcēm – tās ir daudzkārt ekonomiskākas, uzticamākas un izturīgākas.
Kas ir LED un kā tas darbojas
Gaismas diode ir ierīce, kas izmanto p-n savienojuma īpašības un izstaro fotonus, pārvērš elektrisko strāvu gaismas starojumā, kas rodas, apgrieztā elektronu un caurumu kombinācijā p-n savienojuma reģionā. Tas ir, nepieciešams nosacījums gaismas diožu savienošanai, lai radītu mirdzumu, ir p-n pāreja, kas ir divu pusvadītāju kontakts ar dažāda veida vadītspēju. Šiem nolūkiempusvadītāju kristāli tiek apstrādāti ar akceptoru piemaisījumiem, no vienas puses, un donoru piemaisījumiem, no otras puses. Šajā gadījumā gaismas emisijai ir nepieciešams redzamā diapazona gaismas kvantu enerģijas tuvums gaismas diodes aktīvā apgabala joslas spraugai. Turklāt kristālam jābūt nenozīmīgi mazam defektu skaitam, kuru dēļ elektronu un caurumu apgrieztā kombinācija p-n savienojuma apgabalā notiek bez starojuma.
Kā izveidot savienojumu?
Gaistes diožu pievienošana ir pakļauta stingrai polaritātes ievērošanai. Šiem nolūkiem gaismas diožu izejām ir atbilstoši nosaukumi: anods un katods. Attiecīgi - plus un mīnus.
Gaismas diode spēj izstarot mirdzumu tikai tad, kad tā ir tieši ieslēgta. Kad to atkal ieslēdzat, tas neatgriezeniski neizdodas.
Tā kā gaismas diode var izstarot gaismu tikai pie noteiktām sprieguma un strāvas vērtībām, elektroinstalācijas shēmā ir jāievieš ierobežojoša pretestība.
Kā pieslēgt LED 220 V spriegumam?
Kā to iespējams izdarīt? Gaismas diodes pievienošana 220 V strāvas avotam nepavisam nav tik vienkārša, kā varētu šķist. Problēmas būtība slēpjas ierīces tehniskajos parametros, kuru darbības pamatā ir princips, ka strāva tiek izvadīta caur kristāliem, kā rezultātā tie sāk radīt mirdzumu. Lai ievērotu šo principu, ir nepieciešama cita ierīce - draiveris, kura uzdevums ir kontrolēt strāvas padevi kristālam. Tajā pašā laikā draiveris to ierobežo līdz noteiktajam daudzumam, kas nepieciešams konkrētiem izmantoto gaismas diožu modeļiem.
Citādigaismas diožu pievienošana tiek veikta tieši pie 220 V sprieguma un tiek izmantota, ja gaismas diodei vajadzētu izskatīties kā mazjaudas indikatoram un ja savienojumā ir iesaistīts tikai viens vai daži elementi. Vairumā gadījumu gaismas diode tiek izmantota kā gaismas avots un ir savienota, izmantojot draiveri, kuram jau ir visi nepieciešamie parametri ierīces normālai darbībai.
Gaismas diode nedegs, ja tai pievadītais spriegums ir mazāks par nepieciešamo vērtību. No otras puses, ja šāds spriegums pārsniedz vēlamo vērtību, ierīce neizdosies. Lai izvairītos no šādiem gadījumiem, gaismas diodes pievienošanai tiek izmantots strāvu ierobežojošs rezistors.
Zemāk ir parādīta aptuvenā draivera savienojuma shēma dekoratīvajam LED apgaismojumam.
Dziedziņa galvenā iezīme ir parastā mājsaimniecības kontaktligzdā plūstošas maiņstrāvas pārveidošana, un rezultātā LED tiek piegādāta pastāvīga strāva.
Gaismas diožu seriālais savienojums
Šādu ierīču savienojumam ir savas īpašības. Vairāku gaismas diožu savienošanu vienlaikus vislabāk var veikt sērijveidā. Šis savienojums samazinās enerģijas patēriņu un ļaus vienlaikus savienot lielu skaitu. Bet tajā pašā laikā visām sērijveidā pieslēgtajām gaismas diodēm jābūt viena tipa, un barošanas blokam jābūt ar pietiekamu jaudu un jāspēj nodrošināt nepieciešamo spriegumu.
Gaismas diožu pievienošana saskaņā ar šo principu ir pavisam vienkārša. Diodes ir savienotas virknē. Spilgts piemērs šādam savienojumam ir parasta Ziemassvētku eglīšu vītne.
Arduino LED savienojums
Kā atrisināt problēmu, lai gaismas diode ieslēgtos un izslēgtos ar 1 sekundes intervālu? Ar to mums var palīdzēt tā saucamā skice - programma, kas izveidota Arduino vidē. Arduino ir elektroniskais dizainers un ērta platforma, kas ir kļuvusi par visplašāk izmantoto elektronikas entuziastu vidū, jo šī sistēma ir diezgan vienkārša un viegli lietojama. Arduino bāzes ierīces var vadīt dažādus izpildmehānismus. Jo īpaši LED.
Zemāk redzamajā attēlā redzama gaismas diodes savienojuma shēma ar Arduino kontrolleri, uz kuras ierīce ir pievienota astotajai izejai. Šis fakts ir jāņem vērā programmējot, uzstādot nepieciešamos parametrus.
Paralēls savienojums
Iedzīvotāji ikdienā plaši izmanto gaismas diožu paralēlo savienojumu - jebkurā LED displejā vai LED matricā.
LED ir tehnoloģiskas neatbilstības tiešā sprieguma samazināšanas vērtībā. Attiecīgi caur tiem izies dažādas strāvas. Šajā gadījumā mainīsies arī gaismas intensitāte, ko cilvēka acs uztver kā atšķirīgu spilgtumu. Šī iemesla dēļ strāvas ir jāizlīdzina ar balasta rezistoriem.
Attēlā parādīta paralēlā savienojuma shēmaGaismas diodes vienā veidā. Tajā pašā laikā variants "a" ir kļūdains, to nav ieteicams piemērot praksē. Pareizā opcija "b" ir ar balasta rezistoriem.
Pašsavienojums
LED pieslēgšana "dari pats" jāveic saskaņā ar visiem noteikumiem. Savienojumam ir jāizmanto mazi vadi, jo šāda vada pretestība būs gandrīz vienāda ar gaismas diožu pretestību. Šajā gadījumā pieredze rāda, ka spriegums samazinās atkarībā no stieples garuma. Šī iemesla dēļ barošanas avoti atrodas LED ierīču tuvumā. Vai arī viņi izmanto barošanas avotus gaismas diodēm ar izejas spriegumu 24 V, 36 V vai 48 V. Savukārt LED lentes ražotāji tās ražo dažādiem spriegumiem:
Savienojums ar 1,5 V. Izmantojot šo savienojumu, gaismas diodēm, kuru darba spriegums vairumā gadījumu pārsniedz 1,5 V, ir nepieciešams vismaz 3,2 V strāvas avots. Šādā gadījumā pieslēgšanai uz rezistora tiek izmantots bloķējošs ģenerators, tranzistors un transformators
- Savienojiet ar 5 V. Šis gaismas diodes savienojums ietver rezistora pievienošanu ar pretestību diapazonā no 100 līdz 200 omi.
- Pievienojiet 9 V. Šo barošanas avotu ļoti reti izmanto, lai pievienotu gaismas diodes. Visbiežāk trīs diodes ir savienotas virknē ar darba strāvu 20 mA.
- Savienojumslīdz 12 V. Ietver vienības veida noteikšanu, nominālās strāvas, sprieguma un jaudas patēriņa noteikšanu. Šāda savienojuma gadījumā nepieciešams izmantot rezistoru, kuru novieto uz jebkuras elektriskās ķēdes daļas.
- Savienojums ar 220 V. Izmantojot šo savienojumu, ir jāierobežo strāvas līmenis, kas iet caur LED, kā arī jāsamazina reversās gaismas diodes sprieguma līmenis, jo tikai šādā veidā tas tiks nodrošināts. iespējams novērst bojājumu. Pašreizējo līmeni ierobežo rezistori, kondensatori vai induktori.
Koncentrēsimies uz savienojumu ar 220 V tīklu.
Princips, kā izveidot savienojumu ar augstām likmēm
Kā pieslēgt LED 220 V tīklam? Kā jau minēts, ierīces optimālai montāžai ir nepieciešams draiveris, jo, lai izveidotu šādu savienojumu un lai ierīces varētu strādāt stabili, ir jāsamazina sprieguma amplitūda un strāvas stiprums, kā arī kā pārveidot maiņstrāvas spriegumu līdzstrāvā. Šo problēmu var atrisināt dalītājs, kam ir rezistors vai kapacitatīvā slodze, kā arī dažādi stabilizatori.
Lampu slēdzis
Kā ir pievienots LED slēdzis? Mums elektrības slēdzis dzīvokļos jau sen nav bijis kuriozs. Tomēr progress nestāv uz vietas, un apgaismes iekārtu ražotāji jau ir uzlabojuši mums ierastos slēdžus, nodrošinot tiem LED fona apgaismojumu. Tādasierīces nodrošina to apgaismojumu, kad tās ir izslēgtas. Dienas laikā šāds uzlabojums, protams, ir nemanāms. Taču naktī šis šķietami sīkums ir neparasti aktuāls. Slēdža pievienošana LED nav grūts uzdevums, jo tas tiek veikts saskaņā ar ļoti vienkāršu shēmu. Tomēr, lai ievērotu drošības pasākumus, ir jāievēro noteiktas nianses.
Kā redzams no parādītās diagrammas, ierīce sastāv tikai no diviem elementiem - rezistora, kas ierobežo strāvu, un faktiski no gaismas avota. Sarežģītība un savdabīgais paradokss slēpjas faktā, ka LED ir ievietots 220 V maiņstrāvas slēdzī. Tajā pašā laikā pati gaismas diode ir paredzēta pastāvīgam spriegumam no 2 līdz 12 V. Tomēr, ja strāvas stiprums ir daudz lielāks, nekā šī savienojuma ķēdes daļa spēj iziet, liekā enerģija tiek pārvērsta siltumā. Un, ja LED priekšā nebūtu rezistora, tad caur to ejošā strāva vienkārši iztvaikotu diodes kristālu. Tas viss attiecas uz rezistoru, kas atslēdz lielāko daļu strāvas.
Darba algoritms
Gaismas diodes pievienošana slēdžā tiek veikta vairākos posmos:
- Pilnīga strāvas padeves izslēgšana.
- Izjaucam slēdzi, savienojam elementus ar tā spailēm saskaņā ar augstāk redzamo shēmu.
- Slēdžu panelī ar plānu urbi izurbiet caurumu gaismas diodes izvadei.
- Slēdža salikšana.
- Strāvas padeves atjaunošana.
- Ierīces izmantošana.
