بدأ الاستخدام الواسع لمصابيح LED في منتصف الستينيات من القرن الماضي. منذ ذلك الحين ، خضع هذا الجهاز للعديد من التغييرات. واليوم ، عندما انخفضت أسعار مصابيح LED بشكل كبير ، نمت شعبيتها بين المستهلكين بشكل ملحوظ. الإضاءة التي يتم تحقيقها من خلال استخدام مصابيح LED تسبق المصابيح المتوهجة وأجهزة الإضاءة الفلورية بعشر خطوات - فهي أكثر اقتصادا وموثوقية ودائمة بعدة مرات.
ما هو LED وكيف يعمل
LED هو جهاز يستخدم خصائص تقاطع pn ويصدر فوتونات ، ويحول التيار الكهربائي إلى إشعاع ضوئي ، والذي يحدث عند الجمع العكسي للإلكترونات والثقوب في منطقة تقاطع pn. أي أن الشرط الضروري لتوصيل مصابيح LED لإنتاج توهج هو تقاطع p-n ، وهو ملامسة اثنين من أشباه الموصلات بأنواع مختلفة من الموصلية. لهذه الأغراضيتم التعامل مع بلورات أشباه الموصلات بشوائب متقبلة من جهة وشوائب مانحة من جهة أخرى. في هذه الحالة ، من أجل انبعاث الضوء ، من الضروري اقتراب طاقة كمات الضوء من النطاق المرئي مع فجوة النطاق للمنطقة النشطة من LED. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تحتوي البلورة على عدد قليل جدًا من العيوب ، بسبب حدوث مزيج عكسي من الإلكترونات والثقوب في منطقة تقاطع p-n بدون إشعاع.
كيفية الاتصال؟
توصيل مصابيح LED يخضع لمراعاة صارمة للقطبية. لهذه الأغراض ، يكون لمخرجات LEDs الأسماء المناسبة: الأنود والكاثود. تبعا لذلك - زائد وناقص.
LED قادر على إصدار توهج فقط عند تشغيله مباشرة. عندما تعيد تشغيله ، فإنه يفشل بشكل دائم.
نظرًا لأن LED يمكن أن ينبعث الضوء فقط عند قيم معينة للجهد والتيار ، يجب إدخال مقاومة محدودة في مخطط الأسلاك.
كيفية توصيل LED بـ 220 فولت؟
كيف يمكن القيام بذلك؟ إن توصيل مؤشر LED بمصدر تيار 220 فولت ليس سهلاً على الإطلاق كما قد يبدو. يكمن جوهر المشكلة في الخصائص التقنية للجهاز ، الذي يعتمد تشغيله على مبدأ تمرير التيار عبر البلورات ، ونتيجة لذلك تبدأ في إنتاج وهج. للامتثال لهذا المبدأ ، هناك حاجة إلى جهاز آخر - سائق ، تتمثل وظيفته في التحكم في إمداد التيار بالبلور. في نفس الوقت ، يقوم السائق بتحديد المقدار المطلوب لنماذج معينة من المصابيح المستخدمة.
خلاف ذلكيتم توصيل مصابيح LED مباشرة بجهد 220 فولت ويتم استخدامه عندما يجب أن يبدو مؤشر LED كمؤشر للطاقة المنخفضة وعندما يكون هناك عنصر واحد أو عدد قليل من العناصر في الاتصال. في معظم الحالات ، يتم استخدام LED كمصدر للضوء ويتم توصيله من خلال برنامج تشغيل يحتوي بالفعل على جميع المعلمات اللازمة للتشغيل العادي للجهاز.
لن يتوهج مؤشر LED إذا كان الجهد المطبق عليه أقل من القيمة المطلوبة. من ناحية أخرى ، إذا تجاوز هذا الجهد القيمة المطلوبة ، فسيفشل الجهاز. لتجنب مثل هذه الحالات ، يتم استخدام المقاوم الحالي لتوصيل LED.
يظهر أدناه مخطط توصيل تقريبي للسائق لإضاءة LED الزخرفية.
الميزة الرئيسية للسائق هي تحويل التيار المتناوب المتدفق في منفذ منزلي تقليدي ، ونتيجة لذلك ، يتم توفير تيار مستمر إلى LED.
اتصال تسلسلي لمصابيح LED
اتصال هذه الأجهزة له خصائصه الخاصة. من الأفضل توصيل عدة مصابيح LED في وقت واحد على التوالي. سيقلل هذا الاتصال من استهلاك الطاقة ويسمح لك بتوصيل عدد كبير في نفس الوقت. ولكن في الوقت نفسه ، يجب أن تكون جميع مصابيح LED المتصلة بالسلسلة من نفس النوع ، ويجب أن يكون لمصدر الطاقة طاقة كافية وأن يكون قادرًا على توفير الجهد المطلوب.
توصيل مصابيح LED وفقًا لهذا المبدأ بسيط للغاية. الثنائيات متصلة في سلسلة. مثال صارخ على هذا الاتصال هو إكليل شجرة عيد الميلاد العادي.
اتصال اردوينو LED
كيف تحل المشكلة بحيث يضيء وينطفئ LED بفاصل 1 ثانية؟ يمكن أن يساعدنا ما يسمى بالرسم التخطيطي في هذا - وهو برنامج تم إنشاؤه في بيئة Arduino. Arduino هو مصمم إلكتروني ومنصة ملائمة أصبحت الأكثر استخدامًا بين عشاق الإلكترونيات ، نظرًا لأن هذا النظام بسيط للغاية وسهل الاستخدام. يمكن للأجهزة القائمة على Arduino التحكم في العديد من المحركات. على وجه الخصوص ، الصمام.
يوضح الشكل أدناه مخطط اتصال LED بوحدة تحكم Arduino ، حيث يتم توصيل الجهاز بالمخرج الثامن. يجب أن تؤخذ هذه الحقيقة في الاعتبار عند البرمجة ، وتحديد المعلمات اللازمة.
اتصال متوازي
يستخدم الاتصال المتوازي لمصابيح LED على نطاق واسع من قبل السكان في الحياة اليومية - في أي شاشة LED أو مصفوفة LED.
تحتوي مصابيح LED على اختلافات تكنولوجية في قيمة التخفيض المباشر للجهد. وفقًا لذلك ، سوف تمر من خلالها تيارات مختلفة. في هذه الحالة ، ستختلف أيضًا شدة الضوء ، والتي تدركها العين البشرية على أنها سطوع مختلف. لهذا السبب ، يجب معادلة التيارات بمقاومات الصابورة.
يوضح الشكل مخطط التوصيل المتوازيالمصابيح بطريقة واحدة. في الوقت نفسه ، فإن الخيار "أ" خاطئ ، ولا يوصى بتطبيقه في الممارسة العملية. الخيار الصحيح "ب" مع مقاومات الصابورة
اتصال ذاتي
يجب تنفيذ اتصال LED افعل ذلك بنفسك وفقًا لجميع القواعد. للاتصال ، من الضروري استخدام الأسلاك الصغيرة نظرًا لحقيقة أن مقاومة مثل هذا السلك ستكون مساوية تقريبًا لمقاومة مصابيح LED. في هذه الحالة ، تظهر التجربة أن الجهد ينخفض اعتمادًا على طول السلك. لهذا السبب ، توجد مصادر الطاقة بالقرب من أجهزة LED. أو يستخدمون مصادر الطاقة لمصابيح LED بجهد خرج 24 فولت أو 36 فولت أو 48 فولت.
اتصال بـ 1.5 فولت مع هذا الاتصال ، تحتاج مصابيح LED ، التي يتجاوز جهدها التشغيلي في معظم الحالات 1.5 فولت ، إلى مصدر طاقة لا يقل عن 3.2 فولت ، وفي هذه الحالة ، يتم استخدام مولد مانع للتوصيل على المقاوم ، الترانزستور والمحول
- التوصيل بـ 5 فولت. يتضمن اتصال LED هذا توصيل المقاوم بمقاومة في نطاق 100-200 أوم.
- التوصيل بـ 9 فولت. نادرًا ما يتم استخدام مصدر الطاقة هذا لتوصيل مصابيح LED. في أغلب الأحيان ، يتم توصيل ثلاثة صمامات ثنائية على التوالي بتيار تشغيل يبلغ 20 مللي أمبير.
- اتصالإلى 12 فولت. يشمل تحديد نوع الوحدة وإيجاد التيار المقدر والجهد واستهلاك الطاقة. في حالة وجود مثل هذا الاتصال ، من الضروري استخدام المقاوم ، والذي يتم وضعه على أي جزء من الدائرة الكهربائية.
- اتصال بـ 220 فولت مع هذا الاتصال ، من الضروري تحديد مستوى التيار الذي سيمر عبر LED ، وكذلك خفض مستوى جهد LED العكسي ، لأنه بهذه الطريقة فقط سيكون ممكن لمنع الانهيار. المستوى الحالي محدود بمقاومات أو مكثفات أو محاثات.
دعونا نركز على الاتصال بشبكة 220 فولت.
مبدأ الاتصال بالمعدلات العالية
كيفية توصيل مصباح LED بشبكة 220 فولت؟ كما ذكرنا سابقًا ، من أجل التجميع الأمثل للجهاز ، يلزم وجود برنامج تشغيل ، لأنه من أجل إجراء مثل هذا الاتصال وحتى تتمكن الأجهزة من العمل بثبات ، من الضروري تقليل سعة الجهد وتقليل القوة الحالية ، أيضًا مثل تحويل جهد التيار المتردد إلى تيار مستمر. يمكن أن يساعد الحاجز الذي يحتوي على مقاومة أو حمولة سعوية ، بالإضافة إلى مثبتات مختلفة ، في حل هذه المشكلة.
مفتاح المصباح
كيف يتم توصيل مفتاح LED؟ بالنسبة لنا ، لم يكن المفتاح الكهربائي في الشقق فضولًا لفترة طويلة. ومع ذلك ، فإن التقدم لا يزال قائماً ، وقد قام مصنعو معدات الإضاءة بالفعل بتحسين المفاتيح التي اعتدنا عليها من خلال تزويدهم بإضاءة خلفية LED. مثلتوفر الأجهزة الإضاءة عند إيقاف تشغيلها. خلال النهار ، مثل هذا التحسن ، بالطبع ، غير محسوس. لكن في الليل ، يبدو أن هذا التافه مهم للغاية. لا يعد توصيل مفتاح بمصباح LED مهمة صعبة ، حيث يتم تنفيذه وفقًا لمخطط بسيط للغاية. ومع ذلك ، تتطلب احتياطات السلامة بعض الفروق الدقيقة التي يجب مراعاتها.
كما ترون من الرسم البياني المقدم ، يتكون الجهاز من عنصرين فقط - المقاوم الذي يحد من التيار ، وفي الواقع مصدر الضوء. يكمن التعقيد والمفارقة الغريبة في حقيقة أن LED موضوع في مفتاح 220 فولت تيار متردد. في الوقت نفسه ، تم تصميم LED نفسه لجهد ثابت من 2 إلى 12 فولت. ومع ذلك ، عندما تكون القوة الحالية أكبر بكثير من قدرة هذا القسم من دائرة التوصيل على المرور ، يتم تحويل الطاقة الزائدة إلى حرارة. وإذا لم يكن هناك مقاومة أمام الصمام ، فإن التيار الذي يمر عبره سوف يتبخر ببساطة بلورة الصمام الثنائي. الأمر كله يتعلق بالمقاوم الذي يقطع معظم التيار.
خوارزمية العمل
توصيل الصمام في المحول يتم على عدة مراحل:
- قطع التيار الكهربائي تماما.
- نقوم بتفكيك المفتاح ، نقوم بتوصيل العناصر بأطرافه وفقًا للرسم البياني أعلاه.
- في لوحة التبديل باستخدام مثقاب رفيع ، قم بحفر فتحة لإخراج مؤشر LED.
- تجميع المفتاح.
- استعادة التيار الكهربائي.
- باستخدام الجهاز.
