LED басуучу жарыкты кайра орнотуу: 9 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул проект башталды, анткени менин шкафымда жакшы көрүү үчүн жетиштүү эмес жарык берүүчү LED бар болчу. Батареялар жөн эле азайып баратат деп ойлогом, бирок аларды алмаштырганда эч кандай жаркыраган жок! Мен жарыкты ачып, ичинде эмне болуп жатканын көргүм келди жана аны жарык кылуу үчүн дагы бир нече LED кошо аламбы деп ойлодум. Бирок, албетте, түстүү светодиоддор ар бир долбоорду кызыктуу кылат, ошондуктан анын ордуна кызыл, жашыл жана көк диоддорду кошууну чечтим. Бул Математика менен жасалган конкурс үчүн бир нерсе жазуу үчүн эң сонун мүмкүнчүлүк болуп көрүндү - эгер сиз Ом мыйзамы менен тааныш болбосоңуз же LED үчүн учурдагы чектөөчү резистордун маанисин кантип эсептей турган болсоңуз, бул Инструкция сизге кантип көрсөтөт.

Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор болсо, комментарий калтыруудан тартынбаңыз, мен сизге жооп берүүгө аракет кылам!

Жабдуулар

• Батарея менен иштөөчү жарык, ошондой эле шайба же чырак деп аталат. Amazon же аппараттык дүкөндөрдө жеткиликтүү. Бул долбоор жаңы LED чырактары менен жана эски лампалар менен иштейт.
• Сиз тандаган LED
• Ассорти резисторлор - баалуулуктар сиздин жарыгыңыз канча батареяны алаарына жана кандай светодиоддорду тандоого жараша болот (муну түшүнүү бул Нускаманын бир бөлүгү!)
• Ийнелердин кычкачтары
• Мини отвертка топтому (кээде жарыкты ажыратуу үчүн керек болот)
• Паяльник (сунушталат)
• Мультиметр (сунушталат)

1 -кадам: Жарыгыңызды ажыратыңыз

Жарыгыңызды ажыратуу менен баштаңыз. Адатта, арткы капкакты алып салуу үчүн мини отвертка керек болот. Мунун ичинде биз батарейканын терминалдарынан, баскычтан, LEDдан жана резистордон турган жөнөкөй схеманы көрө алабыз. Чырак жарык схемасы окшош болот, бирок каршылыгы жок болот - андыктан, эгер сиз диоддорго өтүп жатсаңыз, бирин кошушуңуз керек болот.

2 -кадам: Каалаган светодиоддорду чечиңиз, өзгөчөлүктөрдү издеңиз

Светодиоддордун көптөгөн түрлөрү бар жана алар ар кандай түстө. Сиз канча жана кандай түстүү светодиоддорду колдонууну каалаарыңызды чечишиңиз керек. Эң жөнөкөй нерсе, балким, параллелдүү түрдө бир түстөгү LED диоддорун кошуу. Эгерде сиз LED диоддорун серияга кошууну же түстөрдү аралаштырууну кааласаңыз, анда дагы бир аз математика жасашыңыз керек болот - бирок бул Нускама бул үчүн! Биз ар бир сценарийди карап чыгабыз.

Светодиоддор жөнүндө чечим кабыл алгандан кийин, алардын алдыдагы чыңалуусунун төмөндөшүн жана учурдагы рейтингин издеш керек. Бул маалымат, адатта, сиз Светодиоддорду сатып алган веб -сайтта же маалымат барагында бар. Жогоруда сүрөттөлгөн 5мм светодиоддор абдан кеңири таралган, адатта алар 20мА түз агымында бааланат. Алдыңкы чыңалуу төмөндөшү болжол менен 2V-4Vге чейин болот жана түскө жараша болот.

3 -кадам: Voltages аныктоо

Эгерде сизде мультиметр жок болсо, анда эң аз дегенде жарыктын батарея бөлүмүнүн чыңалуусун аныкташыңыз керек болот. Батареяңыздын чыңалуусун билүү учурдагы чектөөчү резисторду эсептөө үчүн керек. Сиз муну батареяларды эсептөө менен эле жасай аласыз. Бир щелочтуу АА (же ААА) батарейкасы болжол менен 1,5В камсыз кылат, алар жаңы болгондо бир аз жогору. Батареяларды сериялап бириктиргенде, чыңалуу кошулат. Ошентип, бул учурда, төрт жаңы АА батарейкасы менен, мен 6Вдан бир аз көбүрөөк күтүүм керек.

Эгерде сизде мультиметр бар болсо, анда чыңалууну өлчөө зыян келтирбейт. Муну LED күйүп турганда жасаңыз. Бул учурда мен батарейкадан 6.26В алып жатканымды көрө аласыз, менде LEDдин 3.26V жана резистордун үстүндө 2.98V тамчы бар. Кызыктуусу, мен чыңалуумдун дээрлик жарымын резистордун үстүнө түшүрүп жатам - бул бошко кеткен күч! Бул тууралуу кийинчерээк. Эгерде сиз түс кодун окууну каалабасаңыз, анда резисторуңуздун каршылыгын өлчөй аласыз - муну LED өчүп турганда жасаңыз.

Эгерде сиз мультиметрди кантип колдонууну билбесеңиз, Instrucables жана башка жерлерде көптөгөн жакшы окуу куралдары бар. Мен муну жасадым.

4 -кадам: Жалгыз LED үчүн резисторду эсептөө

Мындан ары кетүүдөн мурун, бир LED үчүн резистордун маанисин кантип эсептеп берүүнү түшүндүрүп берели. Резистор Ом мыйзамы менен жөнгө салынат, анда V = IR, же

Equation 1: Voltage [volts] = Current [amps] x Resistance [ohms]

Батареяңыздын чыңалуусу жана диоддун чыңалуусу (болжол менен) туруктуу. Ошентип, жогорудагы схемада резистордун чыңалуусу төмөндөйт

Equation 2: Vresistor = Vbatt-VLED

Муну резистор үчүн Ом мыйзамына кошуу бизге берет:

Equation 3: Vbatt-VLED = IR

Эгерде бизде LED үчүн максаттуу ток болсо - аны ILED деп атаңыз - анда биз 3 -теңдемеде каршылыктан башка бардык нерсени билебиз. Биз бул теңдемени R үчүн чече алабыз:

Equation 4: R = (Vbatt-VLED)/ILED

Мисалы, бизде 2xAA батарейка пакети (3V менен камсыздалат), алдыга чыңалуусу 1,8В кызыл кызыл LED бар жана биз 20 мА диод аркылуу каалайбыз. Теңдеме 4төгү сандарды кошуу бизге берет:

R = (3V-1.8V) /0.02A = 60 Ω

Резисторлор күлкүлүү баалуулуктарга ээ болушат - андыктан сизде 60Ω каршылыгы жок. Бул жерде резисторлорду катар жана параллелдүү түрдө кантип бириктирүү керек экенин билүү жардам берет. Бирок, эгерде сиз LED аркылуу так 20mA албасаңыз, анда эч нерсе болбойт - "жетишерлик жакын", балким, көпчүлүк тиркемелер үчүн OK!

Акыр -аягы, бул чыңалууну түшүрүү же токту чектөө үчүн резистор LEDдин алдына келиши керек деген жалпы жаңылыштык. Бул чындыгында туура эмес - анын ордуна резисторду LEDдин ордуна койсо болот. Бул жерде эмне үчүн чын экенин түшүндүргөн видеону көрүңүз.

5 -кадам: Параллель көбүрөөк LED кошуу

Келгиле, эң жөнөкөй иштен баштайлы: сиз жарыгыңызды жарык кылуу үчүн параллелдүү түстөгү LED диоддорун кошкуңуз келет. Жарык диоддорун бир каршылыгын сактап, учурдагыга параллель кошуу азгырык болушу мүмкүн. Бул иштейт, жогоруда сүрөттөрдө көрүнүп тургандай - үч LED тең күйөт - бирок көйгөй бар! Параллелдүү LED диоддорун кошкондо, бир резистор аркылуу ток чындыгында өзгөрбөйт. Светодиоддор параллель болгондуктан, жалгыз резистор аркылуу ток алардын ортосунда бирдей бөлүнөт. Мурда, менде 20мА болгон бир LED аркылуу, азыр мен ар бир LED аркылуу 20/3 = 6.67mA гана алам - жана алар анчалык жарык болбойт!

Анын ордуна, эгерде сиз ар бир светодиод менен жеке резисторду кошсоңуз, анда сиз ар бир светодиод аркылуу токтун толук көлөмүн аласыз. Кемчилиги - бул батарейкаңызды үч эсе тез сарптайт. Бул менин ишимде чоң деле нерсе эмес, анткени менде жарык шкафка орнотулган жана аны көп колдоно бербейт.

Демек, эгер сиз бул ыкманы колдонсоңуз, анда сиз кандайдыр бир математикадан качып калдыңыз - сизге дагы бир нече резистор керек. Менин учурда, менде 100Ω резистор жана ак LED бар - мага жалпысынан үч LEDди параллель алуу үчүн дагы экөө керек. (Тилекке каршы, мен түстүү светодиоддорго өтүүдөн мурун ошол кадамдын сүрөтүн тартууну унутуп калдым).

6 -кадам: Сериядагы көбүрөөк LED кошуу

LEDдын сериясын дагы кошуу жөнүндө эмне айтууга болот? Бул параметр батареянын чыңалуусу жетишерлик жогору болсо иштейт. Батарея топтомунун чыңалуусу алардын керектүү чыңалуусунан төмөн болсо, LEDлар такыр күйбөйт. Батареялардагыдай эле, сиз диоддорду сериялап бириктиргенде, алардын чыңалуусу кошулат. Менин учурда, менин ак светодиодум 3.4V чыңалууга ээ, андыктан экөөнү катарлап коюу үчүн 6.8V керектелет - бул менин батарейка пакетим бергенден көбүрөөк. Бирок, мисалы, сиз муну эки (же үч) кызыл LED менен жасай аласыз. Эгерде ар бир кызыл светодиод 2В чыңалууга ээ болсо жана сиз 20мА токту кааласаңыз, анда сизге резистордун мааниси R = (6 - 4) / 0.02 = 100Ω болмок. Муну схемага бир гана кызыл LED коюу менен салыштырыңыз: R = (6 - 2) / 0.02 = 200Ω. Экинчи светодиодду серияга кошуу менен, сиз резистордун көлөмүн бир топ кыскарттыңыз - бирок сиз дагы 20мА чийип жатасыз, андыктан батарейкаңызды батыраак сарптабайсыз! Сиз схеманы эффективдүү кылдыңыз, анткени сиз резистордо азыраак кубат бөлүп жатасыз. Бул дагы бир теңдемеге алып келет - резистор үчүн күч учурдагы квадраттык каршылыкка барабар, же

P = I^2*R

Ошентип, 200m резистор аркылуу 20мА 80мВт, 20мА 100Ω резистор аркылуу 40мВт гана тарайт.

(дагы, бул мисалдын сүрөтү жок экени үчүн кечирим сурайм - мен параллель түстүү диоддорго бардым)

7 -кадам: Ар кандай түстүү светодиоддорду аралаштыруу

Эгерде сиз ар кандай түстөгү LED ди аралаштыргыңыз келсе, анда сизде эки вариант бар:

• Аларды сериялап өткөрүңүз - бул светодиоддордогу жалпы чыңалуу батарейканын чыңалуусунан аз болгондо иштейт (мурунку кадамды караңыз).
• Аларды параллель өткөрүңүз, алардын ар бири өзүнүн каршылыгына ээ - сиз бардык светодиоддордун бирдей жарыкты болушун каалайсыз деп ойлосоңуз, анда алар бирдей жарыкта болот, резистордун маанисин ар бир LED үчүн өзүнчө эсептеп чыгыңыз, анын алдыга чыңалуусун түшүрүү.

Кээде биринчи кезекте нан схемасында мындай схемаларды прототиптөө оңой болот (эгерде сиз нанды кантип колдонууну билбесеңиз, бул окуу куралын караңыз). Дагы, сиз колдонгуңуз келген резистордун так маанилерине ээ болбошуңуз мүмкүн, андыктан сиз жарыктыгы тууралоо үчүн ар кандай комбинацияларда сериялуу/параллель ойной аласыз. Бул учурда менде 4хАА батарейка пакети бар, болжол менен 6В, кызыл, жашыл жана көк диоддордун чыңалуусу болжол менен 2V, 2V жана 3V. Бул мага кызыл жана жашыл диоддор үчүн R = (6-2) /0.02 = 200Ω, көк LED үчүн 150Ω резистордук маанини берет. Менде бул так баалуулуктар жок, бирок мен эки 100Ω каршылыгын серия менен бириктирип, 200Ω каршылыгын түзө алам жана 100Ω каршылыгы менен 47Ω каршылыгын сериясында бириктирип 150Ω каршылыгына "жетишерлик жакын" боло алам.

8 -кадам: LEDди катар жана параллель кошуу

Өзүңүздү укмуштуудай сезип, бул нерсени чындап жаркын кылгыңыз келеби? Жарык диоддорду катар жана параллель кошуңуз! Дагы бир жолу, LED диапазонун кошуу үчүн, батареяңыздын чыңалуусу LED чыңалуусунун суммасынан жогору болушу керек экенин унутпаңыз; жана эгер сиз параллелдүү диоддорду кошсоңуз, батарейканы тезирээк бүтүрөт. LEDдын ар бир топтому үчүн резистордун мааниси үчүн өзүнчө эсептөө жасаңыз.

9 -кадам: Аны кайра бирге кой

Нан тактасында, аллигатор клиптери менен же кычкачтарды ийилүү менен прототиптөө - бул сиздин дизайнды бүтүрүүдөн мурун ар кандай LED/каршылыктын комбинациясын сынап көрүүнүн жакшы жолу. Баары бүткөндөн кийин, светодиоддор менен резисторлорду чогуу ширетүү, жарыкты кайра чогултканда аларды ордунда кармап турууга жардам берет. Кээ бир лента же ысык желим да алардын ары -бери жылышын алдын алат. Кызыл-жашыл-көк диоддордун жардамы менен, мен аларды бир нече жолу ажыратып, кайра чогултууга туура келди, анткени мен үч түстө тең бирдей жайылган эффект бергендей кылып, светодиоддорду жайгаштырдым. Бул жердеги акыркы продукт, балким, менин шкафымда анча деле пайдалуу болбойт, бирок ал бир топ салкын көрүнөт!

"Математика менен жасалган" сынагында экинчи орун