Часто світлодіод був асоційований із сигнальними лампочками в аудіо-, відео- техніці, побутовій техніці, у промислових контролерах чи в автомобілях, але саме завдяки їхнім малим розмірам, довготривалій роботі та дуже низькому енергоспоживанню у порівнянні з аналогічними лампочками, вони почали завойовувати ринок.Що таке світлодіод? LED з англійської Light Emitting Diode означає електролюмінесцентний діод, також відомий як світловипромінюючий діод, це напівпровідниковий оптоелектронний пристрій, що перетворює електричну енергію у енергію електромагнітного випромінювання, тобто світло. Найпростіший світлодіод це напівпровідниковий p-n перехід, який, поляризований у напрямку провідності відповідною високою напругою, випромінює електромагнітне випромінювання в діапазоні від інфрачервоного (ІЧ) через видиме світло до ультрафіолетового (УФ).Будова і принцип дії світлодіодаОсновним елементом світлодіода є напівпровідник (кристал), що проводить струм лише в одному напрямку. Під корпусом світлового джерела розміщені два електроди. При підключенні позитивного полюса живлення до анода, а негативного до катода, відбувається протікання струму.Дія світлодіода базується на рекомбінації носіїв заряду, що полягає у переході електронів з вищого енергетичного рівня на нижчий з збереженням імпульсу. Енергія електронів перетворюється на кванти електромагнітного випромінювання. Слід додати, що у світлодіодах також використовується явище люмінесценції, іншими словами, випромінювання світлових хвиль під впливом нетермічних факторів. У напівпровіднику створюється p-n перехід. У шарі «n» накопичуються електрони, а у шарі «p» так звані дірки. У момент подачі струму електрони переходять у дірки, виділяючи енергію у вигляді світла.
Розрахунок резистора для світлодіода
Спочатку слід пам'ятати, що при підключенні світлодіода до схеми обов'язково потрібно використовувати резистор, оскільки без нього світлодіод буде повністю пошкоджений через надто великий струм. Параметром, що визначає максимальний струм, який може протікати через світлодіод без ризику його пошкодження, є струм провідності. Він залежить від матеріалу, з якого виготовлений діод (для випрямного діода це кремній, а для світлодіодів напівпровідниковий матеріал залежить від кольору світла, що випромінює діод).Напруга провідності — це мінімальна напруга, при якій конкретний світлодіод буде світитися, зумовлена потокім струму.Інформацію про максимальний провідний струм конкретного світлодіода можна знайти у технічних характеристиках, але це іноді складно, особливо коли ми не знаємо походження нашого діода.Типово для світлодіодів максимальний струм провідності становить 20-30 мА, але більшість традиційних світлодіодів світяться добре при струмі менше 10 мА, зазвичай 2-3 мА.Напруга, що падає на діоді залежить від кольору світла, яким світиться діод, а отже і від матеріалу, з якого він зроблений.Отже, як підбирати резистор до діода. Це не складно, якщо застосувати основні закони електричних кіл. Друге правило Кірхгофа говорить, що сума падінь напруг на окремих елементах кола дорівнює напрузі живлення цього кола. Відповідно сума падінь напруги на світлодіоді і резисторі має дорівнювати напрузі живлення.
Uживлення= Uдіода+ UR
Після перетворення формули, напруга, що падає на резисторі, дорівнює різниці між напругою живлення та напругою, що падає на діоді
UR= Uживлення- Uдіода
Коли ми вже знаємо напругу, що падає на резисторі, можемо визначити, який резистор вибрати, щоб не пошкодити діод.Згідно з формулою опір це відношення напруги, що падає на резисторі, до струму, який протікає в колі. Підставляючи напругу і струм, опір можна розрахувати за формулою.R=U/I
Приклад
Маємо жовтий світлодіод, який не має жодних маркувань.Напруга провідності беремо з таблиці, розумно буде 2,1 В. Струм у колі встановлюємо 8 мА. Напруга живлення 12 ВЗгідно з формулою резистор повинен мати значення:R=(12-2,1)/0,008= 1237,5 ОмУ магазинах не знайдемо резистор такого опору, тому треба використати інший резистор із значенням, близьким до розрахункового. Тут використали резистор 1,2 кОм. Це мало вплине на струм у колі, бо він зміниться настільки незначно, що можна не турбуватися. Можна перевірити, яка це буде різниця, перетворюючи формулу опору. Відповідно:I=U/R, отжеI=(12-2,1)/1237,5=8мАI=(12-2,1)/1200= 8,25мА(Рисунок №1)Напруга провідності діода — середнє значення із таблиці напруг. Можемо перевірити, як зміниться струм у колі, якщо використати крайні значення з таблиці. Припускаємо, що наше джерело живлення точно 12 В, а резистор точно 1,2 кОм.Максимальний струм=(12-2)/1200=8,33мАМінімальний струм=(12-2,3)/1200=8,083мАЯк бачимо, максимальна різниця між значеннями струму становить близько 0,25 мА, тобто приблизно лише 3%.Важливий не лише струм у колі, варто звертати увагу й на напругу живлення, оскільки коли вона занизька, коливання напруги призведуть до різких змін струму.Потрібно пам'ятати, що варто прагнути, щоб на резисторі падала якомога вища напруга, що сприятиме кращій стабілізації струму провідності світлодіода. Тут, однак, золота середина може бути найкращим рішенням, адже чим більша напруга на резисторі, тим більша потужність споживається від джерела живлення.
Світлодіоди в InterElcom
Прикладом світлодіода з широким застосуванням є 3-мм зелений дифузійний світлодіод LED. Цей діод — один із найпопулярніших світлодіодів. Він випромінює світло в діапазоні видимого світла. Ідеально підходить для створення різних проєктів. Ми є авторизованим дистриб’ютором електронних компонентів, у тому числі світлодіодів. Ми здійснюємо оптові продажі, дбаючи про збереження найвищої якості. Особливу увагу ми приділяємо тому, щоб наші продукти були доступні в наявності за конкурентними цінами. Ми відстежуємо потреби наших клієнтів, щоб регулярно поповнювати наш асортимент новими виробами. Партнерами нашої компанії є провідні виробники компонентів та електронних пристроїв зі всього світу. Компанія InterElcom, як незалежний дистриб’ютор, має найбільший склад оптоелектроніки у Польщі. Завдяки цьому продукти InterElcom є одними з кращих на ринку.Багаторічний досвід та постійний розвиток співробітників InterElcom забезпечують професійне обслуговування і комплексну допомогу у виборі електронних компонентів. Нам важливо, щоб клієнт, який обирає продукцію з нашої пропозиції, був впевнений у виборі рішення, спеціально для нього призначеного.Джерела:https://mechatronikadlawszystkich.pl/tematy/elektronika/diody-ledhttps://forbot.pl/blog/jak-dobrac-rezystor-do-diody-rozne-metody-zasilania-led-id14482https://botland.com.pl/blog/dobieranie-rezystora-do-diody/https://rezystore.pl/diody-led/5015-dioda-led-rozne-warianty-.html
Напруга провідності діода — середнє значення із таблиці напруг. Можемо перевірити, як зміниться струм у колі, якщо використати крайні значення з таблиці. Припускаємо, що наше джерело живлення точно 12 В, а резистор точно 1,2 кОм. Максимальний струм=(12-2)/1200=8,33мА Мінімальний струм=(12-2,3)/1200=8,083мА Як бачимо, максимальна різниця між значеннями струму становить близько 0,25 мА, тобто приблизно лише 3%. Важливий не лише струм у колі, варто звертати увагу й на напругу живлення, оскільки коли вона занизька, коливання напруги призведуть до різких змін струму. Потрібно пам'ятати, що варто прагнути, щоб на резисторі падала якомога вища напруга, що сприятиме кращій стабілізації струму провідності світлодіода. Тут, однак, золота середина може бути найкращим рішенням, адже чим більша напруга на резисторі, тим більша потужність споживається від джерела живлення.
