Arduino: Компоненты/Светодиод
Статья проплачена кошками — всемирно известными производителями котят.
Если статья вам понравилась, то можете поддержать проект.
Внешний видFritzingУсловное обозначение на схеме
На английском языке слово светодиод переводится как LED, что является сокращением от Light Emitting Diode. Из самого названия видно, что данный полупроводниковый прибор даёт свет. Слово диод широко используется в радиотехнике и означает радиодеталь, которая проводит ток в одном направлении. Следовательно, необходимо всегда правильно устанавливать светодиод в своих схемах, иначе получите неподвижного робота или нелетающего вертолёта. Как правильно определять плюс и минус у внешних светодиодов?
Если вы возьмёте светодиоды в руки и посмотрите внимательно на них, то увидите, что ножки у них разной длины. Это не заводской брак, как можно было подумать. На самом деле длинная ножка светодиода является плюсом, а короткая — минусом (катод). Чтобы вам было легче запомнить, представьте себе, что знак + состоит из двух палочек, а знак — только из одной, следовательно, две палочки образуют более длинную ножку.
Есть и другие способы опознания выводов.
Скошенный край (катод) можно определить, если покатать светодиод по столу.
В светодиодах короткую ножку («минус») светодиода нужно соединять с землёй (GND). Светодиод не рассчитан на большой ток. Чтобы не повредить светодиод, используйте с ним резистор. Он позволяет уменьшить силу тока. В противном случае светодиод прослужит недолго или просто сгорит. Впрочем, если у вас есть лишний светодиод, то почему бы не принести его в жертву науке? Взрыва не будет, максимум — запах сгоревшей электроники. В наших примерах мы рассматриваем плату с небольшой силой тока, при других условиях можно и без глаза остаться.
Светодиоды бывают разных цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий и белый. Цвет светодиодов зависит от типа полупроводникового материала, из которого он сделан, а не от цвета пластикового корпуса. Поэтому узнать цвет у светодиодов с прозрачным корпусом можно только включив его. Для удобства можно использовать цветные корпуса, их гораздо проще различать.
Когда светодиоды только появились, они были красного цвета и изготавливались из арсенида галлия. Позже были найдены другие материалы для разных цветов.
По размерам светодиоды бывают 3, 5, 8 и 10 мм.
Самый распространённый вариант — это 5 мм. На 3 мм используют для индикаторов, а большие на 8 и 10 мм используют в редких случаях, когда нужно привлечь внимание. Бывают ещё прямоугольные и овальные, но это уже экзотика.
Если смотреть на спецификацию (размеры в мм, в скобках дюймы), то видно, что размер определяется по диаметру круглой части. Следовательно, вы должны сверлить отверстие с таким размером, чтобы вставить светодиод с внутренней части коробки. А за счёт выступа светодиод не провалится наружу.
Существуют также многоцветные светодиоды. Как правило это красный и зелёный светодиоды, объединённые в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.
Рекомендуется подключать светодиоды последовательно, а не параллельно.
Подбор резистора
У светодиодов прямое напряжение падения (forward voltage) находится в пределах 2-3.2 вольт (стандартные 5мм). Максимальный ток для нормальной работы равен 20-30 миллиамперам. Чтобы рассчитать сопротивление для светодиода, следует применить закон Ома с учётом всех данных.
Питание через USB обеспечивает напряжение 5 В, из которых 2 В необходимо светодиоду. Поэтому резистор должен понижать напряжение на 3 В. А что насчёт силы тока? Сила тока в простой цепи одинакова в любой её точке. Поэтому сила тока через резистор будет такой же, как сила тока через светодиод. Ваша цель — 30 мА, но закон Ома требует приведения всех единиц к соответствию. Если вы работаете с вольтами и омами, вы должны выразить силу тока в амперах. 20 мА составляют 30/1000 ампер, что равно 0,03 ампера. Теперь вы можете записать то, что вам известно:
R = (Vsupply - Vforward) / I = (5V - 2V) / 0.03A = 100Ohm
Получается, что резистор на 100 Ом является минимальный безопасным значением. Но рекомендуют использовать резисторы с небольшим запасом. Яркость от этого уменьшится, но человеческий глаз практически не увидит разницы. Поэтому используйте 220 Ом.
Если вы используете другие источники питания, то резисторы следует подбирать под них. Например, в схемах, где питание от батареек 12, вам следует выбрать резистор на 560 Ом.
Если подключать последовательно несколько светодиодов, то они будут светиться слабее, поэтому уменьшаем сопротивление резистора.
В российских магазинах можно без проблем купить любые светодиоды. Если предпочитаете покупать на AliExpress, то можете приобретать у многих продавцов, например, у CHANZON Official Store.
Быстро определить цвет прозрачного светодиода можно с помощью батарейки-таблетки CR2032 или их аналогов. Размещаем таблетку между ножками и сразу видим свет. Удобно.
Дополнительные материалы
Работаем с светодиодами без микроконтроллера
Реклама
Как сделать Power Bank из одноразовых HQD
Полезные советы
На чтение 3 мин Опубликовано Обновлено
«Power Bank» — он же внешний аккумулятор позволит зарядить гаджеты без подключения к электрической сети. И сегодня мы делаем пауэрбанк своими руками из электронной сигареты.
Почему именно из неё? В состав девайса входит аккумулятор ёмкостью до 1000 мА/час. А в корпусе электронной сигареты, который мы будем использовать для переделки, таких поместится два. И еще останется место для расположения схемы и разъёмов.
Итак, разбираем корпус. Извлекаем батарею аккуратно. Стараемся не повредить пластиковые мундштук и крышку. Они в дальнейшем также будут использованы в нашем устройстве. Как говорилось выше, в этот корпус войдёт два аккумулятора. Второй извлекаем из такой же сигареты. Общая ёмкость Power Bank будет 2000 мА/час. Батареи мы соединим параллельно.
Ещё нам понадобится контроллер заряда-разряда аккумуляторов. Литий-ионные источники питания, которые используются в электронных сигаретах, нельзя доводить до полного разряда или наоборот, перезаряда. Контролировать это будет вот такой «Модуль заряда-разряда», купленный в Интернет-магазине очень недорого. Он будет следить за тем, чтобы напряжение батареи не превысило 4,2 Вольта. И не опустилось ниже 2,8 Вольт.
Изготовление внешнего аккумулятора из электронной сигареты
Пластиковый мундштук сигареты следует намного подточить, чтобы контроллер вошел в него достаточно плотно, а доступ к гнезду был свободным. Позднее мы всё это зафиксируем с помощью термоклея.
На плате модуля установлены два светодиода для контроля сети и зарядки. Для визуального контроля, в месте расположения светодиодов сверлим отверстия. Со слесарными работами всё. Начинаем сборку схемы.
Принципиальную схему устройства вы видите на рисунке.
Ничего сложного: аккумуляторы соединяются параллельно, к контроллеру всё подключается согласно рисунку на самой плате. Все точки подключения расписаны: плюс и минус батарей, плюс и минус выхода питания на заряжаемый гаджет. Ошибиться сложно, и всё же, к аккумуляторам провода подпаиваем в последнюю очередь. Клеммы и места пайки изолируем изолентой.
Следующий этап – припаиваем шнур с разъёмом, через который будут заряжаться наши устройства. В корпусе разместить полноценный USB разъём, как это сделано на промышленных повербанках, мы не можем из-за недостатка места. Поэтому на гибком шнуре мы сразу используем штекер, который используется в большинстве смартфонов и планшетов. Это microUSB. Возьмём для этого старый шнур. В крышке под него мы заранее сделали отверстие.
А теперь проверка. Подключаем зарядное устройство к разъёму, который у нас расположен в бывшем мундштуке. Загорелся красный светодиод – зарядка пошла. Когда напряжение батарей достигнет порога в 4,2 Вольта, загорится синий светодиод и зарядка прекратится. Так работает контроллер заряда-разряда. Ну, и подключим наш пауэрбанк к телефону. Что мы видим? Телефон показывает, что он заряжается. Всё работает.
Получили отличный мобильный внешний аккумулятор.
Смотрите видео
Оцените автора
38-миллиметровая жесткая светодиодная нить накаливания 3 В пост. тока разных цветов (5 шт.
![](/800/600/http/profgbo.ru/wp-content/uploads/c/6/b/c6bb6d910f5ee0f807d006286c41e9ff.jpeg)
ПРИМЕЧАНИЕ. Это изделие можно сделать своими руками, и для его использования требуется пайка. Если вам нужна предварительно припаянная версия, готовая к использованию со стандартной системой питания Brickstuff, ознакомьтесь с этой версией нитей накала.
Мы все видели светодиодные нити накала — это маленькие яркие полоски внутри «Лампочек Эдисона» и подобных ретро-светильников. Проблема в том, что нити внутри работают под очень высоким напряжением, поэтому адаптировать их для использования в хобби-проектах может быть непросто. Кроме того, вы можете найти их только в теплом белом цвете.
Эти нити были изготовлены специально для нас, и они потрясающие. Они работают всего от 3 В постоянного тока, поэтому не нужно возиться с опасными трансформаторами или высоким напряжением. Кроме того, они по-прежнему такие же яркие, как и их собратья с более высоким напряжением, так что вы не жертвуете яркостью ради безопасности.
Поскольку эти нити были изготовлены на заказ, мы также смогли изготовить их в разных цветах, так что теперь вы можете добавить чрезвычайно яркий цвет, который также будет невероятно ярким для любой модели или проекта освещения.
Фотографии этих нитей на самом деле не передают их ЯРКОСТЬ. Невозможно по-настоящему запечатлеть это на камеру — вам нужно увидеть их своими глазами, чтобы поверить, что они настоящие.
Детали
- Мы продаем эти необработанные нити в упаковках по пять штук, так что вы получаете пять нитей выбранного вами цвета в каждой упаковке.
- Нити имеют длину 38 мм и толщину 1,5 мм. Обратите внимание, что длина 38 мм — это общей длины нити накала (включая металлические выступы на концах) — фактическая длина самого светодиодного элемента ближе к 30 мм.
Они ЧРЕЗВЫЧАЙНО хрупкие и их очень легко сломать. Под прорезиненным покрытием они керамические, так что думайте о них (и обращайтесь с ними) как об очень тонких, хрупких кусочках прекрасного фарфора вашей бабушки. Если вы никогда не работали с ними раньше, вы можете заказать несколько дополнительных, чтобы иметь их под рукой.
К сожалению, из-за способа изготовления нитей их нельзя обрезать до более короткой длины.
Мощность
На каждом конце нити накала есть металлический язычок — одна сторона является положительным выводом, а другая — отрицательным. Чтобы использовать их, вам нужно очень аккуратно припаять провода к каждому концу нити накала, а затем подключиться к 3 В постоянного тока. Если вы используете источник питания с более высоким напряжением, вам нужно будет использовать резисторы — мы используем резисторы на 1,5 Вт 22 Ом на наших готовых печатных платах накала для использования с 5 В постоянного тока, но вам нужно будет рассчитать свои собственные значения резисторов, если вы использовать другое напряжение. Каждая нить (всех цветов) имеет прямое падение напряжения примерно 2,56 В.
Кроме того, эти нити потребляют МНОГО энергии — около 120 мА каждая. Это как 10 наших светодиодов Pico в одном крошечном корпусе. Имейте это в виду при выборе источника питания — батарейки типа «таблетка», скорее всего, не будут работать очень хорошо (или очень долго), поэтому убедитесь, что ваш источник питания такой же мощный, как эти нити!
У нас большие планы на эти маленькие нити, и нам не терпится увидеть, как вы их используете!
Как работает двойной светодиодный индикатор перегорания предохранителя?
Вопрос:
- Можно ли использовать 3-полюсный выключатель L9 на 1- или 2-полюсной нагрузке?
- Можно ли использовать 3-полюсный выключатель L8 на 1- или 2-полюсной нагрузке?
- Могу ли я использовать только 2 из 3 полюсов от L9-10/3/C (2 фазы от 3-фазных линий) 1-й и второй полюс?
Ответ:
Вы можете использовать 3-полюсное устройство на 1- или 2-полюсной нагрузке или 2-полюсное устройство на 1-полюсной нагрузке, но следует учитывать следующее:
- Это не повлияет на функцию отключения устройства при коротком замыкании.
- Это повлияет на тепловую калибровку устройства. Устройство откалибровано по мощности на всех доступных полюсах. Отсутствие питания всех полюсов приведет к меньшему нагреву выключателя. Этот более низкий уровень нагрева приведет к тому, что полюс(ы) будут использоваться для обеспечения более высоких уровней тока (больше тепла) до теплового отключения
- 3-полюсное устройство не будет иметь номинальных значений постоянного тока, которые могут быть у многих 1- или 2-полюсных устройств. Если 1- или 2-полюсная версия 3-полюсного устройства рассчитана на постоянный ток, полюса в 3-фазном устройстве могут использоваться на нагрузках постоянного тока с одинаковым напряжением, но не будут маркироваться каким-либо напряжением постоянного тока.
Вопрос:
Как двойной светодиодный индикатор перегоревшего предохранителя работает на держателях предохранителей и клеммах?
Ответ:
Индикаторы на держателях предохранителей и клеммах образуют параллельный путь с предохранителем, который они контролируют.
Когда предохранитель (и держатель предохранителя) находится под напряжением и когда предохранитель работает, электрический путь через предохранитель имеет значительно меньшее сопротивление, чем путь через индикатор, в результате чего практически весь ток проходит через предохранитель. Когда предохранитель (и держатель предохранителя) находится под напряжением и когда предохранитель разомкнут, то электрический путь через индикатор является единственным электрическим путем. По этому пути протекает ток, и индикатор загорается.
Если при подаче питания (L1, L2 и L3) перегорает какой-либо предохранитель, загорается соответствующий индикатор. Кроме того, если фаза присутствует, но не установлен предохранитель, соответствующий индикатор не загорится. Наконечники предохранителя замыкают цепь индикатора, поэтому нет предохранителя -> нет наконечника -> нет цепи -> нет света.
Примечание. При отсутствии фазы соответствующий индикатор не загорается независимо от состояния предохранителя.
Для цепей постоянного тока: горящий один светодиод указывает на перегоревший предохранитель в приложении постоянного тока. Поскольку постоянный ток имеет полярность «+» или «-», только одна лампочка воспринимает 1/2 синусоиды для данной цепи постоянного тока. Загорание света зависит от того, как подключены плюс и минус.
Для цепей переменного тока: горят два светодиода, указывающие на перегоревший предохранитель в системе переменного тока. Поскольку переменный ток синусоидальный, светодиод воспринимает 1/2 синусоиды, а другая 1/2 вызывает загорание обоих индикаторов для данной цепи переменного тока.
В случае обрыва провода к двигателю См. схему C. Если при подаче питания (L1, L2 и L3) перегорает предохранитель в фазе L2, соответствующий индикатор не загорается, поскольку нет полного электрического пути.