השימוש הנרחב ב-LED מתחיל באמצע שנות ה-60 של המאה הקודמת. מאז, המכשיר הזה עבר שינויים רבים. והיום, כאשר נורות הלד ירדו משמעותית במחיר, הפופולריות שלהן בקרב הצרכנים גדלה משמעותית. תאורה שמתממשת באמצעות לדים היא עשרה צעדים לפני מנורות ליבון ומכשירי תאורת פלורסנט - הם הרבה יותר חסכוניים, אמינים ועמידים.
מה זה LED ואיך זה עובד
LED הוא מכשיר המשתמש במאפיינים של צומת p-n ופולט פוטונים, הופך זרם חשמלי לקרינת אור, המתרחשת כאשר שילוב הפוך של אלקטרונים וחורים באזור צומת p-n. כלומר, תנאי הכרחי לחיבור נוריות להפקת זוהר הוא צומת p-n, שהוא מגע של שני מוליכים למחצה בעלי מוליכות מסוגים שונים. למטרות אלוגבישים מוליכים למחצה מטופלים בזיהומים קבלנים מחד, וזיהומים תורמים מאידך. במקרה זה, עבור פליטת אור, יש צורך בקירבה של כמות האנרגיה של האור בטווח הנראה עם פער הלהקה של האזור הפעיל של ה-LED. בנוסף, הגביש חייב להכיל מספר קטן באופן זניח של פגמים, שבגללם השילוב ההפוך של אלקטרונים וחורים באזור צומת p-n מתרחש ללא קרינה.
איך להתחבר?
חיבור של נורות LED כפוף לשמירה קפדנית על קוטביות. למטרות אלה, ליציאות של הנוריות יש את השמות המתאימים: אנודה וקתודה. בהתאם - פלוס ומינוס.
ה-LED מסוגלת להפיץ זוהר רק כאשר מופעלת ישירות. כאשר אתה מפעיל אותו מחדש, הוא נכשל לצמיתות.
מכיוון שה-LED יכול לפלוט אור רק בערכי מתח וזרם מסוימים, יש להכניס התנגדות מגבילה לתרשים החיווט.
איך לחבר LED ל-220V?
איך אפשר לעשות זאת? חיבור LED למקור זרם של 220 וולט אינו קל בכלל כפי שזה נראה. מהות הבעיה טמונה במאפיינים הטכניים של המכשיר, אשר פעולתו מבוססת על עקרון העברת הזרם דרך הגבישים, וכתוצאה מכך הם מתחילים לייצר זוהר. כדי לעמוד בעקרון זה, יש צורך במכשיר נוסף - דרייבר, שתפקידו לשלוט באספקת הזרם לקריסטל. במקביל, מנהל ההתקן מגביל אותו לכמות הנדרשת עבור דגמים ספציפיים של נוריות LED בשימוש.
אחרתהחיבור של הנוריות מתבצע ישירות למתח של 220 וולט ומשמש כאשר ה-LED אמור להיראות כמו מחוון הספק נמוך וכאשר רק אלמנט אחד או כמה מעורבים בחיבור. ברוב המקרים, הנורית משמשת כמקור אור ומחוברת דרך דרייבר שכבר יש לו את כל הפרמטרים הדרושים לפעולה תקינה של המכשיר.
הנורית לא תאיר אם המתח המופעל עליה נמוך מהערך הנדרש. מצד שני, אם מתח כזה חורג מהערך הרצוי, המכשיר ייכשל. כדי למנוע מקרים כאלה, נעשה שימוש נגד מגביל זרם לחיבור ה-LED.
תרשים חיבור משוער של מנהל ההתקן עבור תאורת LED דקורטיבית מוצג להלן.
התכונה העיקרית של הדרייבר היא המרה של זרם חילופין הזורם בשקע ביתי קונבנציונלי, וכתוצאה מכך, זרם קבוע מסופק לנורת ה-LED.
חיבור טורי של נורות LED
לחיבור של מכשירים כאלה יש מאפיינים משלו. חיבור מספר נוריות בבת אחת נעשה בצורה הטובה ביותר בסדרה. חיבור זה יקטין את צריכת האנרגיה ויאפשר לך לחבר מספר רב בו זמנית. אך יחד עם זאת, כל הנוריות המחוברות לסדרה חייבות להיות מאותו סוג, ואספקת החשמל חייבת להיות בעלת מספיק כוח ולהיות מסוגלת לספק את המתח הנדרש.
חיבור נוריות לפי העיקרון הזה הוא די פשוט. דיודות מחוברות בסדרה. דוגמה בולטת לחיבור כזה היא זר עץ חג המולד רגיל.
חיבור LED של ארדואינו
איך פותרים את הבעיה כך שהנורית תידלק ונכבה במרווח של שנייה אחת? מה שנקרא מערכון יכול לעזור לנו בכך - תוכנית שנוצרה בסביבת Arduino. Arduino הוא מעצב אלקטרוני ופלטפורמה נוחה שהפכה לנפוצה ביותר בקרב חובבי אלקטרוניקה, מאחר ומערכת זו די פשוטה וקלה לשימוש. מכשירים מבוססי ארדואינו יכולים לשלוט במפעילים שונים. בפרט, ה-LED.
האיור למטה מציג את דיאגרמת החיבור של ה-LED לבקר ה-Arduino, עליו מחובר המכשיר ליציאה השמיני. עובדה זו חייבת להילקח בחשבון בעת התכנות, קביעת הפרמטרים הדרושים.
חיבור מקביל
חיבור מקביל של לדים נמצא בשימוש נרחב על ידי האוכלוסייה בחיי היומיום - בכל תצוגת LED או מטריצת LED.
ללדים יש פערים טכנולוגיים בערך של הפחתת מתח ישיר. בהתאם לכך יעברו דרכם זרמים שונים. במקרה זה, גם עוצמת האור תשתנה, מה שהעין האנושית תופסת כבהירות שונה. מסיבה זו, יש להשוות את הזרמים עם נגדי נטל.
האיור מציג את תרשים החיבור המקבילנוריות בכיוון אחד. יחד עם זאת, אפשרות "א" מוטעית, לא מומלץ ליישם אותה בפועל. האפשרות הנכונה "b" היא עם נגדי נטל.
חיבור עצמי
חיבור LED עשה זאת בעצמך חייב להתבצע בהתאם לכל הכללים. עבור חיבור, יש צורך להשתמש בחוטים קטנים בשל העובדה כי ההתנגדות של חוט כזה יהיה כמעט שווה להתנגדות של נוריות. במקרה זה, הניסיון מראה כי המתח יורד בהתאם לאורך החוט. מסיבה זו, ספקי כוח ממוקמים ליד התקני LED. לחלופין, הם משתמשים בספקי כוח עבור נורות LED עם מתח מוצא של 24 V, 36 V או 48 V. בתורם, יצרני פסי LED מייצרים אותם עבור מתחים שונים:
חיבור ל-1.5 V. בחיבור זה, נוריות, שמתח הפעולה שלהן עולה ברוב המקרים על 1.5 V, זקוקות למקור מתח של לפחות 3.2 V. במקרה זה, נעשה שימוש בגנרטור חוסם לחיבור על נגד, טרנזיסטור ושנאי
- התחבר ל-5 V. חיבור זה של ה-LED כולל חיבור נגד עם התנגדות בטווח של 100-200 אוהם.
- התחבר ל-9 V. ספק כוח זה משמש לעתים נדירות ביותר לחיבור נוריות LED. לרוב, שלוש דיודות מחוברות בסדרה עם זרם הפעלה של 20 mA.
- חיבורעד 12 V. כולל קביעת סוג היחידה, מציאת הזרם הנקוב, המתח וצריכת החשמל. במקרה של חיבור כזה, יש צורך להשתמש בנגד, אשר ממוקם על כל חלק של המעגל החשמלי.
- חיבור ל-220 V. בחיבור זה יש צורך להגביל את רמת הזרם שתעבור דרך ה-LED, וכן להוריד את רמת מתח ה-LED ההפוך, שכן רק כך זה יהיה אפשרי למנוע התמוטטות. הרמה הנוכחית מוגבלת על ידי נגדים, קבלים או משרנים.
בואו נתמקד בחיבור לרשת 220V.
עקרון החיבור לתעריפים גבוהים
איך לחבר LED לרשת 220V? כפי שכבר ציינו, להרכבה אופטימלית של המכשיר יש צורך בדריבר, שכן על מנת ליצור חיבור כזה וכדי שהמכשירים יוכלו לעבוד ביציבות, יש צורך להפחית את משרעת המתח ולהפחית את עוצמת הזרם. כמו להמיר את מתח ה-AC ל-DC. מחלק בעל נגד או עומס קיבולי, כמו גם מייצבים שונים, יכולים לעזור לפתור בעיה זו.
מתג מנורה
איך מתג LED מחובר? עבורנו, המתג החשמלי בדירות כבר מזמן לא קוריוז. עם זאת, ההתקדמות לא עומדת במקום, ויצרני ציוד תאורה כבר שיפרו את המתגים אליהם אנו רגילים על ידי מתן תאורת LED אחורית. כגוןהתקנים מספקים את התאורה שלהם כאשר הם כבויים. במהלך היום, שיפור כזה, כמובן, אינו מורגש. אבל בלילה, המעט הזה לכאורה רלוונטי בצורה יוצאת דופן. חיבור מתג עם LED אינו משימה קשה, שכן היא מתבצעת על פי תכנית פשוטה מאוד. עם זאת, אמצעי זהירות מחייבים שמירה על ניואנסים מסוימים.
כפי שניתן לראות מהתרשים המוצג, המכשיר מורכב משני אלמנטים בלבד - נגד המגביל את הזרם, ולמעשה, מקור אור. המורכבות והפרדוקס המוזר טמונים בעובדה שה-LED ממוקם במתג 220 V AC. במקביל, הנורית עצמה מיועדת למתח קבוע מ-2 עד 12 וולט. עם זאת, כאשר חוזק הזרם גדול בהרבה מקטע זה של מעגל החיבור מסוגל לעבור, האנרגיה העודפת מומרת לחום. ואם לא היה נגד מול ה-LED, אז הזרם העובר דרכו היה פשוט מאדה את גביש הדיודה. הכל קשור לנגד, שמנתק את רוב הזרם.
אלגוריתם עבודה
חיבור הנורית במתג מתבצע במספר שלבים:
- כיבוי מוחלט של ספק הכוח.
- אנו מפרקים את המתג, אנו מחברים אלמנטים לטרמינלים שלו בהתאם לתרשים לעיל.
- בלוח המתגים עם מקדחה דקה, קדחו חור לפלט של ה-LED.
- הרכבת המתג.
- משחזר ספק כוח.
- בשימוש במכשיר.
