Hl1 светодиод – Светодиодные индикаторы

Индикатор напряжения на трех светодиодах

В данной статье автор предлагает рассмотреть конструкцию индикатора напряжения на трех светодиодах.

Работа готового устройства выглядит так: При поступлении номинального напряжения загорается центральный (зеленый) светодиод, при падении напряжения загорается левый (красный) светодиод, при повышении загорается правый (красный) светодиод.
При выставлении переменного резистора в положении «среднее» все транзисторы будут закрыты, и напряжение будет поступать только на зеленый светодиод.

Перемещение ползунка переменного резистора вверх (повышение напряжения) открывает транзистор VT1, при этом прекращается подача напряжения на светодиод HL3 и напряжение подается на светодиод HL1. Если же ползунок резистора переместить вниз (тем самым понизив напряжение) это закроет транзистор VT1 и откроет транзистор VT2, что подаст напряжение на светодиод HL2. При этом возникнет небольшая задержка, прекратит свечение светодиод HL1, светодиод HL3 мигнет один раз и наконец зажжется HL2.

Необходимые детали и инструменты:
— Паяльник (олово и кислота к нему)
— R1 переменное сопротивление 10 кОм
— R2, R3 сопротивление 1 кОм

— VT1 КТ 315 Б
— VT2 КТ 361 Б
— HL1 красный светодиод
— HL2 красный светодиод
— HL3– зеленый светодиод
— X1 и Х2 источник питания в виде 6V
(светодиоды подбирать с напряжением питания 1.5 вольта)
— Подходящий для устройства корпус ( автор использовал спичечный коробок)

Все перечисленные детали могут присутствовать в старой советской технике — телевизорах, магнитофонах, радиоприемниках.

Для сборки схемы автор использовал печатную плату из картона, но схему можно собрать как и на весу, так и использовать для нее текстолитовую плату.
На картонную плату наносится схема удобного расположения деталей и их тип. Размер соблюдается 1:1 с оригиналом детали, чтобы в последствии все поместилось.

Для площадок автор использовал вот такие пролужонные скобы, вырезанные из банки кофе (можно использовать любые подходящие материалы).

Прикрепляем скобы к «плате».

Припаиваем резисторы и светодиоды.

После припаиваем транзисторы и переменный резистор для контроля системы.

На схеме показано, где у транзисторов вывод базы, коллектора, эмиттера.

Далее нам остается поместить готовую плату любой подходящий корпус и устройство будет полностью готово к использованию.


Источник Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Устройства индикации со светодиодами — Club155.ru

Благодаря таким своим свойствам как: низкое энергопотребление, малые габариты и простота необходимых для работы вспомогательных цепей, светодиоды (имеются ввиду светодиоды видимого диапазона длин волн) получили очень широкое распространение в радиоэлектронной аппаратуре самого разного назначения. Используются они в первую очередь как универсальные устройства индикации режимов работы или устройства аварийной индикации. Реже (обычно только в радиолюбительской практике) встречаются светодиодные автоматы световых эффектов и светодиодные информационные панели (табло). Для нормального функционирования любого светодиода достаточно обеспечить протекание через него в прямом направлении тока не превышающего максимально допустимый для применяемого прибора. Если величина этого тока не будет слишком низкой, светодиод будет светиться. Для управления состоянием светодиода необходимо обеспечить регулировку (коммутацию) в цепи протекания тока. Это можно сделать с помощью типовых последовательных или параллельных схем коммутации (на транзисторах, диодах и т.п.). Примеры таких схем приведены на рис. 3.7-1, 3.7-2.   Рис. 3.7-1. Способы управления состоянием светодиода с помощью транзисторных ключей   Рис. 3.7-2. Способы управления состоянием светодиода от цифровых микросхем ТТЛ   Примером применения светодиодов в цепях сигнализации могут служить следующие две простые схемы индикаторов сетевого напряжения (рис. 3.7-3, 3.7-4). Схема на рис. 3.7-3 предназначена для индикации наличия в бытовой сети переменного напряжения. Ранее в подобных устройствах обычно использовались малогабаритные неоновые лампочки. Но светодиоды в этом отношении гораздо более практичны и технологичны. В данной схеме ток через светодиод проходит только во время одной полуволны входного переменного напряжения (во время второй полуволны светодиод шунтируется работающим в прямом направлении стабилитроном). Этого оказывается достаточно для нормального восприятия человеческим глазом света от светодиода как непрерывного излучения. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается несколько большим, чем прямое падение напряжения на используемом светодиоде. Емкость конденсатора \(C1\) зависит от требуемого прямого тока через светодиод.   Рис. 3.7-3. Индикатор наличия сетевого напряжения   На трех светодиодах выполнено устройство, информирующее об отклонениях сетевого напряжения от номинального значения (рис. 3.7-4). Здесь также свечение светодиодов происходит только во время одного полупериода входного напряжения. Коммутация светодиодов осуществляется через включенные последовательно с ними динисторы. Светодиод \(HL1\) горит всегда, когда сетевое напряжение присутствует, два пороговых устройства на динисторах и делителях напряжения на резисторах обеспечивают включение двух других светодиодов только при достижении входным напряжением установленного порога срабатывания. Если их отрегулировать так, чтобы при нормальном напряжении в сети горели светодиоды \(HL1\), \(HL2\), то при повышенном напряжении будет загораться и светодиод \(HL3\), а при понижении напряжения в сети будет гаснуть светодиод \(HL2\). Входной ограничитель напряжения на \(VD1\), \(VD2\) предотвращает выход устройства из строя при значительном превышении нормального значения напряжения в сети.   Рис. 3.7-4. Индикатор уровня сетевого напряжения   Схема на рис. 3.7-5 предназначена для сигнализации о перегорании предохранителя. Если предохранитель \(FU1\) цел, падение напряжения на нем очень мало, и светодиод не светится. При перегорании предохранителя напряжение питания через незначительное сопротивление нагрузки прикладывается к цепи индикатора, и светодиод загорается. Резистор \(R1\) выбирается из условия, что через светодиод будет протекать требуемый ток. Не все виды нагрузок могут подойти для данной схемы.   Рис. 3.7-5. Светодиодный индикатор перегорания предохранителя   Устройство индикации перегрузки стабилизатора напряжения представлено на рис. 3.7‑6. В нормальном режиме работы стабилизатора напряжение на базе транзистора \(VT1\) стабилизировано стабилитроном \(VD1\) и примерно на 1 В больше, чем на эмиттере, поэтому транзистор закрыт и горит сигнальный светодиод \(HL1\). При перегрузке стабилизатора выходное напряжение уменьшается, стабилитрон выходит из режима стабилизации и напряжение на базе \(VT1\) уменьшается. Поэтому транзистор открывается. Поскольку прямое напряжение на включенном светодиоде \(HL1\) больше, чем на \(HL2\) и транзисторе, в момент открывания транзистора светодиод \(HL1\) гаснет, а \( HL2\) — включается. Прямое напряжение на зеленом светодиоде \(HL1\) приблизительно на 0,5 В больше, чем на красном светодиоде \(HL2\), поэтому максимальное напряжение насыщения коллектор-эмиттер транзистора \(VT1\) должно быть меньше 0,5 В. Резистор R1 ограничивает ток через светодиоды, а резистор \(R2\) определяет ток через стабилитрон \(VD1\).   Рис. 3.7-6. Индикатор состояния стабилизатора   Схема простого пробника, позволяющего определять характер (постоянное или переменное) и полярность напряжения в диапазоне 3…30 В для постоянного и 2,1…21 В для действующего значения переменного напряжения приведена на рис. 3.7-7. Основу пробника составляет стабилизатор тока на двух полевых транзисторах, нагруженный на встречно-параллельно включенные светодиоды. Если на клемму \(XS1\) подается положительный потенциал, а на \(XS2\) — отрицательный, то загорается светодиод HL2, если наоборот — светодиод \(HL1\). Когда на входе переменное напряжение, зажигаются оба светодиода. Если ни один из светодиодов не горит, это означает, что входное напряжение менее 2 В. Потребляемый устройством ток не превышает 6 мА.   Рис. 3.7-7. Простой пробник-индикатор характера и полярности напряжения   На рис. 3.7-8 дана схема еще одного простого пробника со светодиодной индикацией. Он используется для проверки логического уровня в цифровых цепях, построенных на микросхемах ТТЛ. В исходном состоянии, когда к клемме \(XS1\) ничего не подключено, светодиод \(HL1\) светится слабо. Его режим задается установкой соответствующего напряжения смещения на базе транзистора \(VT1\). Если на вход будет подано напряжение низкого уровня, транзистор закроется, и светодиод погаснет. При наличии на входе напряжения высокого уровня транзистор открывается, яркость свечения светодиода становится максимальной (ток ограничен резистором \(R3\)). При проверке импульсных сигналов яркость HL1 возрастает, если в последовательности сигналов преобладает напряжение высокого уровня, и убывает, если преобладает напряжение низкого уровня. Питание пробника можно осуществлять как от источника питания проверяемого устройства, так и от отдельного источника питания.   Рис. 3.7-8. Пробник-индикатор логического уровня ТТЛ   Более совершенный пробник (рис. 3.7-9) содержит два светодиода и позволяет не только оценивать логические уровни, но и проверять наличие импульсов, оценивать их скважность и определять промежуточное состояние между напряжениями высокого и низкого уровней. Пробник состоит из усилителя на транзисторе \(VT1\), повышающего его входное сопротивление, и двух ключей на транзисторах \(VT2\), \(VT3\). Первый ключ управляет светодиодом \(HL1\), имеющим зеленый цвет свечения, второй — светодиодом \(HL2\), имеющим красный цвет свечения. При входном напряжении 0,4…2,4 В (промежуточное состояние) транзистор \(VT2\) открыт, светодиод \(HL1\) выключен. В то же время закрыт и транзистор \(VT3\), поскольку падение напряжения на резисторе \(R3\) недостаточно для полного открывания диода \(VD1\) и создания требуемого смещения на базе транзистора. Поэтому \(HL2\) тоже не светится. Когда входное напряжение становится меньше 0,4 В, транзистор \(VT2\) закрывается, загорается светодиод \(HL1\), индицируя наличие логического нуля. При напряжении на входе более 2,4 В открывается транзистор \(VT3\), включается светодиод \(HL2\), индицируя наличие логической единицы. Если на вход пробника подано импульсное напряжение, скважность импульсов можно оценить по яркости свечения того или иного светодиода.   Рис. 3.7-9. Улучшенный вариант пробника-индикатора логического уровня ТТЛ   Еще один вариант пробника представлен на рис. 3.7-10. Если клемма \(XS1\) никуда не подсоединена, все транзисторы закрыты, светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не работают. На эмиттер транзистора \(VT2\) с делителя \(R2-R4\) поступает напряжение около 1,8 В, на базу \(VT1\) — около 1,2 В. Если на вход пробника подать напряжение выше 2,5 В, напряжение смещения база-эмиттер транзистора \(VT2\) превысит 0,7 В, он откроется и своим коллекторным током откроет транзистор \(VT3\). Светодиод \(HL1\) включится, индицируя состояние логической единицы. Ток коллектора \(VT2\), примерно равный току его эмиттера, ограничивается резисторами \(R3\) и \(R4\). При превышении напряжением на входе уровня 4,6 В (что возможно при проверке выходов схем с открытым коллектором) транзистор \(VT2\) входит в режим насыщения, и если не ограничить ток базы \(VT2\) резистором \(R1\), транзистор \(VT3\) закроется и светодиод \(HL1\) выключится. При уменьшении напряжения на входе ниже 0,5 В открывается транзистор \(VT1\), его коллекторный ток открывает транзистор \(VT4\), включается \(HL2\), индицируя состояние логического нуля. С помощью резистора \(R6\) регулируется яркость свечения светодиодов. Подбором резисторов \(R2\) и \(R4\) можно установить необходимые пороги включения светодиодов.   Рис. 3.7-10. Пробник-индикатор логического уровня на четырех транзисторах   Для индикации точной настройки в радиоприемниках часто применяются простые устройства, содержащие один, а иногда и несколько, светодиодов разного цвета свечения. Схема экономичного светодиодного индикатор настройки для приемника с питанием от батареек приведена на рис. 3.7-11. Ток потребления устройства не превышает 0,6 мА в отсутствие сигнала, а при точной настройке составляет 1 мА. Высокая экономичность достигается за счет питания светодиода импульсным напряжением (т.е. светодиод не светится непрерывно, а часто мигает, однако из-за инерционности зрения такое мерцание не заметно на глаз). Генератор импульсов выполнен на однопереходном транзисторе \(VT3\). Генератор вырабатывает импульсы длительностью около 20 мс, следующие с частотой 15 Гц. Эти импульсы управляют работой ключа на транзисторе \(DA1.2\) (один из транзисторов микросборки \(DA1\)). Однако в отсутствие сигнала светодиод не включается, так как при этом сопротивление участка эмиттер-коллектор транзистора \(VT2\) велико. При точной настройке транзистор \(VT1\), а за ним и \(DA1.1\) и \(VT2\) откроются настолько, что в моменты, когда открыт транзистор \(DA1.2\), будет загораться светодиод \(HL1\). Чтобы уменьшить потребляемый ток, эмиттерная цепь транзистора \(DA1.1\) подключена к коллектору транзистора \(DA1.2\), благодаря чему последние два каскада (\(DA1.2\), \(VT2\)) также работают в ключевом режиме. При необходимости подбором резистора \(R4\) можно добиться слабого начального свечения светодиода \(HL1\). В этом случае он выполняет и функцию индикатора включения приемника.   Рис. 3.7-11. Экономичный светодиодный индикатор настройки   Экономичные светодиодные индикаторы могут понадобиться не только в радиоприемниках с батарейным питанием, но и во множестве других носимых устройств. На рис. 3.7‑12, 3.7‑13, 3.7‑14 приведено несколько схем таких индикаторов. Все они работают по уже описанному импульсному принципу и по сути представляют собой экономичные генераторы импульсов, нагруженные на светодиод. Частота генерации в таких схемах выбирается достаточно низкой, фактически на границе зрительного восприятия, когда мигания светодиода начинают отчетливо восприниматься человеческим глазом.   Рис. 3.7-12. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном транзисторе   Рис. 3.7-13. Экономичный светодиодный индикатор на однопереходном и биполярном транзисторах   Рис. 3.7-14. Экономичный светодиодный индикатор на двух биполярных транзисторах   В УКВ ЧМ приемниках для индикации настройки можно применять три светодиода. Для управления таким индикатором используется сигнал с выхода ЧМ детектора, в котором постоянная составляющая положительна при незначительной расстройке в одну сторону от частоты станции и отрицательна при незначительной расстройке в другую сторону. На рис. 3.7-15 приведена схема простого индикатора настройки, работающего по описанному принципу. Если напряжение на входе индикатора близко к нулю, то все транзисторы закрыты и светодиоды \(HL1\) и \(HL2\) не излучают, а через \(HL3\) при этом протекает ток, определяемый напряжением питания и сопротивлением резисторов \(R4\) и \(R5\). При указанных на схеме номиналах он примерно равен 20 мА. Как только на входе индикатора появляется напряжение, превышающее 0,5 В, транзистор \(VT1\) открывается и включается светодиод \(HL1\). Одновременно открывается транзистор \(VT3\), он шунтирует светодиод \(HL3\), и тот гаснет. Если напряжение на входе отрицательное, но по абсолютному значению больше 0,5 В, то включается светодиод \(HL2\), а \(HL3\) выключается.   Рис. 3.7-15. Индикатор настройки для УКВ-ЧМ приемника на трех светодиодах   Схема еще одного варианта простого индикатора точной настройки для УКВ ЧМ приемника представлена на рис. 3.7-16.   Рис. 3.7-16. Индикатор настройки для УКВ ЧМ приемника (вариант 2)   В магнитофонах, низкочастотных усилителях, эквалайзерах и т.п. находят применение светодиодные индикаторы уровня сигнала. Число индицируемых такими индикаторами уровней может варьироваться от одного-двух (т.е. контроль типа “сигнал есть – сигнала нет”) до нескольких десятков. Схема двухуровнего двухканального индикатора уровня сигнала приведена на рис. 3.7‑17. Каждая из ячеек \(A1\), \(A2\) выполнена на двух транзисторах разной структуры. При отсутствии сигнала на входе оба транзистора ячеек закрыты, поэтому светодиоды \(HL1\), \(HL2\) не горят. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока амплитуда положительной полуволны контролируемого сигнала не превысит примерно на 0,6 В постоянное напряжение на эмиттере транзистора \(VT1\) в ячейке \(A1\), заданное делителем \(R2\), \(R3\). Как только это произойдет, транзистор \(VT1\) начнет открываться, в цепи коллектора появится ток, а поскольку он в то же время является и током эмиттерного перехода транзистора \(VT2\), транзистор \(VT2\) тоже начнет открываться. Возрастающее падение напряжения на резисторе \(R6\) и светодиоде \(HL1\) приведет к увеличению тока базы транзистора \(VT1\), и он откроется еще больше. В результате очень скоро оба транзистора окажутся полностью открыты и светодиод \(HL1\) включится. При дальнейшем росте амплитуды входного сигнала аналогичный процесс протекает в ячейке \(A2\), после чего загорается светодиод \(HL2\). С уменьшением уровня сигнала ниже установленных порогов срабатывания ячейки возвращаются в исходное состояние, светодиоды гаснут (сначала \(HL2\), затем \(HL1\)). Гистерезис не превышает 0,1 В. При указанных в схеме значениях сопротивлений, ячейка \(A1\) срабатывает при амплитуде входного сигнала примерно 1,4 В, ячейка \(A2\) — 2 В.   Рис. 3.7-17. Двухканальный индикатор уровня сигнала   Многоканальный индикатор уровня на логических элементах представлен на рис. 3.7‑18. Такой индикатор можно применять, например, в усилителе НЧ (организовав из ряда светодиодов индикатора световую шкалу). Диапазон входного напряжения этого устройства может колебаться от 0,3 до 20 В. Для управления каждым светодиодом используется \(RS\)-триггер, собранный на элементах 2И‑НЕ. Пороги срабатывания этих триггеров задаются резисторами \(R2\), \(R4-R16\). На линию “сброс” периодически должен подаваться импульс гашения светодиодов (разумным будет подавать такой импульс с периодичностью 0,2…0,5 с).   Рис. 3.7-18. Многоканальный индикатор уровня НЧ сигнала на \(RS\)-триггерах   Приведенные выше схемы индикаторов уровня обеспечивали резкое срабатывание каждого канала индикации (т.е. светодиод в них либо светится с заданным режимом яркости, либо погашен). В шкальных индикаторах (линия последовательно срабатывающих светодиодов) такой режим работы совсем не обязателен. Поэтому для этих устройств могут использоваться более простые схемы, в которых управление светодиодами осуществляется не отдельно по каждому каналу, а совместно. Последовательное включение ряда светодиодов при увеличении уровня входного сигнала достигается за счет последовательного включения делителей напряжения (на резисторах или других элементах). В таких схемах происходит постепенное увеличение яркости свечения светодиодов при нарастании уровня входного сигнала. При этом для каждого светодиода устанавливается свой токовый режим, такой, что свечение указанного светодиода визуально наблюдается только при достижении входным сигналом соответствующего уровня (при дальнейшем увеличении уровня входного сигнала светодиод горит все более ярко, но до определенного предела). Простейший вариант индикатора, работающего по описанному принципу приведен на рис. 3.7-19.   Рис. 3.7-19. Простой индикатор уровня сигнала НЧ   При необходимости увеличения количества уровней индикации и повышения линейности индикатора схема включения светодиодов должна быть несколько изменена. Подойдет, например, индикатор по схеме рис. 3.7-20. В нем, кроме прочего, имеется и достаточно чувствительный входной усилитель, обеспечивающий работу как от источника постоянного напряжения, так и от сигнала звуковой частоты (при этом индикатор управляется только положительными полуволнами входного переменного напряжения).   Рис. 3.7-20. Линейный индикатор уровня со светодиодной шкалой     < Предыдущая   Следующая >

www.club155.ru

Характеристики светодиодов, применение и схема подключения

Со времен изобретения электрического освещения учеными создавались все более экономичные источники. Но настоящим прорывом в этой области стало изобретение светодиодов, которые не уступают по силе светового потока предшественникам, однако расходуют во много раз меньше электроэнергии. Их созданию, начиная от первого индикаторного элемента и заканчивая ярчайшим на сегодня диодом «Cree», предшествовало огромное количество работы. Сегодня мы попробуем разобрать различные характеристики светодиодов, узнаем, как эволюционировали эти элементы и как их классифицируют.

Все эти элементы внутреннего монтажа уже уходят в прошлое

Читайте в статье:

Принцип работы и устройство световых диодов

Светодиоды отличает от привычных осветительных приборов отсутствие в нем нити накала, хрупкой колбы и газа в ней. Это принципиально отличный от них элемент. Говоря научным языком, свечение создается за счет наличия в нем материалов р- и n-типа. Первые накапливают положительный заряд, а вторые – отрицательный. Материалы р-типа накапливают в себе электроны, в то время, как в n-типе образуются дырки (места, где электроны отсутствуют). В момент появления на контактах электрического заряда они устремляются к р-n-переходу, где каждый электрон инжектируется именно в р-тип. Со стороны обратного, отрицательного контакта n-типа в результате подобного движения и возникает свечение. Оно обусловлено выделением фотонов. При этом не все фотоны излучают видимый человеческим глазом свет. Сила, которая заставляет двигаться электроны, называется током светодиода.

Эта информация ни к чему обычному обывателю. Достаточно знать, что светодиод имеет прочный корпус и контакты, которых может быть от 2-х до 4-х, а также то, что каждый светодиод имеет свое номинальное напряжение, необходимое для свечения.

Устройство светового диода с пояснениями

Полезно знать! Подключение производится всегда в одинаковом порядке. Это значит, что если к контакту «-» на элементе подключить «+», то свечения не будет – материалы р-типа просто не смогут зарядиться, а значит не будет и движения к переходу.

Классификация светодиодов по их области применения

Такие элементы могут быть индикаторными и осветительными. Первые были изобретены раньше вторых, при этом они уже давно используются в радиоэлектронике. А вот с появлением первого осветительного светодиода начался настоящий прорыв в электротехнике. Спрос на осветительные приборы подобного типа неуклонно растет. Но и прогресс не стоит на месте – изобретаются и внедряются в производство все новые виды, которые становятся все ярче, не потребляя при этом больше энергии. Разберем более подробно, какими бывают светодиоды.

Индикаторные светодиоды: немного истории

Первый такой светодиод красного цвета был создан в середине ХХ века. Хотя он имел низкую энергоэффективность и излучал тусклое свечение, направление оказалось перспективным и разработки в этой обрасти продолжились. В 70-х годах появляются зеленые и желтые элементы, а работы по их усовершенствованию не прекращаются. К 90-му году сила их светового потока достигает 1 Люмена.

В наше время светодиодные лампы могут быть даже такими

1993 год ознаменован появлением в Японии первого синего светодиода, который был намного ярче предшественников. Это означало, что теперь, совмещая три цвета (которые и составляют все оттенки радуги), можно получить любой. В начале 2000-х сила светового потока уже достигает 100 Люмен. В наше время светодиоды не перестают совершенствоваться, наращивая яркость без увеличения потребляемой мощности.

Использование светодиодов в бытовом и промышленном освещении

Сейчас подобные элементы используются во всех отраслях, будь то машино- или автомобилестроение, освещение производственных цехов, улиц или квартир. Если взять последние разработки, то можно сказать, что даже характеристики светодиодов для фонариков порой не уступают старым галогеновым лампам на 220 В. Попробуем привести один пример. Если взять характеристики светодиода 3 Вт, то они будут сопоставимы с данными лампы накаливания с потреблением 20-25 Вт. Получается экономия электроэнергии почти в 10 раз, что при ежедневном постоянном использовании в квартире дает весьма существенную выгоду.

Фонари на диодах со специальными линзами светят на расстояние до 3 км

Чем хороши светодиоды и есть ли в них минусы

О положительных качествах световых диодов можно сказать многое. Основными из них можно назвать:

• Экономичность без потери силы светового потока – здесь они вне конкуренции;
• Прочный корпус – отсутствует опасность механического повреждения;
• Долговечность – такие элементы работают в десятки раз дольше ламп накаливания;
• Компактность – имеют малые габариты;
• Наиболее безопасны – работают от сети 3-24 В;
• Экологичны – не требуют специальной утилизации.

Что же касается отрицательных сторон, то их всего две:

• Работают только с постоянным напряжением;
• Вытекает из первого – высокая стоимость ламп на их основе по причине необходимости использования драйвера(электронного стабилизирующего блока).

Ультрафиолетовый и инфракрасный световые диоды – изготавливают даже такие

Каковы основные характеристики светодиодов?

При выборе таких элементов для той или иной цели, каждый обращает внимание на их технические данные. Основное, на что следует обратить внимание, приобретая приборы на их основе:

• ток потребления;
• номинальное напряжение;
• потребляемая мощность;
• температура цвета;
• сила светового потока.

Это то, что мы можем увидеть на маркировке светодиодных ламп. На самом же деле, характеристик намного больше. О них сейчас и поговорим.

Ток потребления светодиода – что это такое

Ток потребления светодиода равен 0.02 А. Но это относится лишь к элементам с одним кристаллом. Существуют и более мощные световые диоды, в составе которых может быть 2, 3 и даже 4 кристалла. В этом случае ток потребления будет увеличиваться, кратно числу чипов. Именно этот параметр и диктует необходимость подбора резистора, который впаивается на вводе. В этом случае сопротивление светодиода не дает высокому току мгновенно сжечь LED элемент. Это может произойти по причине высокого тока сети.

RGB прожекторы с контроллером и пультом ДУ действительно хороши

Номинальное напряжение

Напряжение светодиода имеет прямую зависимость от его цвета. Это происходит по причине разности материалов для их изготовления. Рассмотрим эту зависимость.

Цвет светодиода	Материал	Прямое напряжение при 20 мА
		Типовое значение (В)	Диапазон (В)
ИК	GaAs, GaAlAs	1,2	1,1-1,6
Красный	GaAsP, GaP, AlInGaP	2,0	1,5-2,6
Оранжевый	GaAsP, GaP, AlGaInP	2,0	1,7-2,8
Желтый	GaAsP, AlInGaP, GaP	2,0	1,7-2,5
Зеленый	GaP, InGaN	2,2	1,7-4,0
Голубой	ZnSe, InGaN	3,6	3,2-4,5
Белый	Синий/УФ диод с люминофором	3,6	2,7-4,3

Сопротивление световых диодов

Сам по себе один и тот же светодиод может иметь различное сопротивление. Меняется оно в зависимости от включения в цепь. В одну сторону – около 1 кОм, в другую – несколько МОм. Но здесь есть свой нюанс. Сопротивление светодиода нелинейно. Это значит, что оно может изменяться в зависимости от подаваемого на него напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже будет сопротивление.

Точечный потолочный светильник на диодах очень экономичен

Светоотдача и угол свечения

Угол светового потока светодиодов может различаться, в зависимости от их формы и материала изготовления. Он не может превышать 120⁰. По этой причине, если требуется большее рассеивание, применяют специальные отражатели и линзы. Это качество «направленного света» и способствует наибольшей силе светового потока, которая может достигать 300-350 Лм у одного светодиода на 3 Вт.

Мощность светодиодных ламп

Мощность светодиода – величина сугубо индивидуальная. Она может варьироваться в диапазоне от 0.5 до 3 Вт. Определить ее можно по закону Ома P = I×U, где I – сила тока, а U – напряжение светодиода.

Мощность – довольно важный показатель. Особенно когда необходимо рассчитать какой блок питания необходим для того или иного количества элементов.

Цветовая температура

Этот параметр схож с другими лампами. Наиболее приближены то температурному спектру к светодиодным люминесцентные лампы. Измеряется цветовая температура в К (Кельвин). Свечение может быть теплым (2700-3000К), нейтральным (3500-4000К) или холодным (5700-7000К). На самом деле оттенков много больше, здесь указаны основные.

На такой платформе могут быть сотни кристаллов

Размер чипа LED элемента

Этот параметр самостоятельно измерить при покупке не удастся и сейчас уважаемому читателю станет понятно почему. Самые распространенные размеры – это 45х45 mil и 30х30 mil (соответствуют 1 Вт), 24х40 mil (0.75 Вт) и 24х24 mil (0.5 Вт). Если перевести в более привычную систему измерений, то 30х30 mil будут равны 0.762х0.762мм.

Чипов (кристаллов) в одном светодиоде может быть много. Если элемент не имеет слоя люминофора (RGB – цветной), то количество кристаллов можно подсчитать.

Важно! Не стоит приобретать очень дешевые светодиоды китайского производства. Они могут оказаться не только низкого качества, но и характеристики их чаще всего завышены.

Подделку довольно тяжело отличить от оригинала при покупке

Что такое SMD светодиоды: их характеристики и отличие от обычных

Четкая расшифровка этой аббревиатуры выглядит как Surface Mount Devices, что в буквальном переводе означает «монтируемый на поверхности». Чтобы было понятнее, можно вспомнить, что обычные световые диоды цилиндрической формы на ножках утапливаются ими в плату и припаиваются с другой стороны. В отличие от них SMD-компоненты фиксируются лапками с той же стороны, где находятся и сами. Такой монтаж дает возможность создания двусторонних печатных плат.

Такие светодиоды намного ярче и компактнее обычных и являются элементами нового поколения. Их габариты указываются в маркировке. Но не стоит путать размер SMD светодиода и кристалла (чипа) которых в составе компонента может быть множество. Разберем несколько таких световых диодов.

Вот они, LED SMD2835. Маленькие, но света от них достаточно

Параметры LED SMD2835: размеры и характеристики

Многие начинающие мастера путают маркировку SMD2835 с SMD3528. С одной стороны они должны быть одинаковы, ведь маркировка указывает, что эти светодиоды имеют размер 2.8х3.5 мм и 3.5 на 2.8 мм, что одно и то же. Однако это заблуждение. Технические характеристики светодиода SMD2835 намного выше, при этом он имеет толщину всего 0.7 мм против 2 мм у SMD3528. Рассмотрим данные SMD2835 с различной мощностью:

Параметр	Китайский 2835	2835 0,2W	2835 0,5W	2835 1W
Сила светового потока, Лм	8	20	50	100
Потребляемая мощность, Вт	0,09	0,2	0,5	1
Температура, в градусах С	+60	+80	+80	+110
Ток потребления, мА	25	60	150	300
Напряжение, В	3,2

Как можно понять, технические характеристики SMD2835 могут быть довольно разнообразны. Все зависит от количества и качества кристаллов.

Характеристики светодиода 5050: более габаритный SMD-компонент

Довольно удивительно, что при больших габаритах этот светодиод имеет меньшую силу светового потока, чем предыдущий вариант – всего 18-20 Лм. Причиной этому малое количество кристаллов – обычно их всего два. Наиболее распространенное применение такие элементы нашли в светодиодных лентах. Плотность из в полосе обычно составляет 60 шт/м, что в общей сложности дает около 900 Лм/м. Достоинство их в этом случае в том, что лента дает равномерный спокойный свет. При этом угол ее освещения максимальный и равен 120⁰.

На таких элементах делается лампа «кукуруза»

Выпускаются такие элементы с белым свечением (холодного или теплого оттенка), одноцветными (красный, синий или зеленый), трехцветными (RGB), а так же четырехцветными (RGBW).

Характеристики светодиодов SMD5730

По сравнению с этим компонентом, предыдущие уже считаются устаревшими. Их уже можно назвать даже сверх яркими светодиодами. 3 вольта, которые питают и 5050, и 2835 выдают здесь до 50 Лм при 0.5 Вт. Технические характеристики SMD5730 на порядок выше, а значит их необходимо рассмотреть.

Параметр	Показатель
Сила светового потока, Лм	45-50
Потребляемая мощность, Вт	0,5
Диапазон рабочих температур, в градусах С	От -40 до +80
Номинальный ток, мА	150
Рабочее напряжение, В	3,1-3,2
Угол освещения	120 градусов

И все-таки это не самый яркий из SMD-компонентов светодиод. Сравнительно недавно на российском рынке появились элементы, которые в прямом смысле «заткнули за пояс» все остальные. О них сейчас и пойдет речь.

Элементы на ленте могут располагаться и в 2 ряда для яркости

Светодиоды «Cree»: характеристики и технические данные

На сегодняшний день аналогов продукции фирмы Cree не существует. Характеристики сверх ярких светодиодов их производства действительно поражают. Если предыдущие элементы могли похвастаться силой светового потока лишь в 50 Лм с одного кристалла, то, к примеру, характеристики светодиода XHP35 от «Cree» говорят о 1300-1500 Лм так же от одного чипа. Но и мощность их больше – она составляет 13 Вт.

Если обобщить характеристики различных модификаций и моделей светодиодов этой марки, то можно увидеть следующее:

Модификация	XM-L			XR-E, XP-G, XP-E, XP-C
Сила светового потока, Лм/вт	T5 (от 260 до 280)	T6 (от 280 до 300)	U2 (от 300 до 320)	Q2 (от 87,4 до 93,9)	Q3 (от 93,9 до 100)	Q4 (от 100 до 107)	Q5 (от 107 до 114)	R2 (от 114 до 122)

Сила светового потока SMD LED «Cree» называется бином, который в обязательном порядке проставляется на упаковке. В последнее время появилось очень много подделок под эту марку, в основном китайского производства. При покупке их сложно отличить, а вот уже через месяц использования их свет тускнеет и они перестают отличаться от других. При довольно высокой стоимости такое приобретение станет довольно неприятным сюрпризом.

Нить накала постепенно уходит в историю

Предлагаем Вам небольшое видео на эту тему:

Проверка светодиода мультиметром – как ее выполнить

Самым простым и доступным способом является «прозвонка». На мультиметрах есть отдельное положение переключателя, специально для диодов. Переключив прибор в нужную позицию, прикасаемся щупами к ножкам светодиода. Если на дисплее высветилась цифра «1», следует поменять полярность. В этом положении зуммер мультиметра должен издавать звуковой сигнал, а светодиод светиться. Если подобного не произошло, значит, он вышел из строя. Если же световой диод исправен, но при впайке его в схему не работает, этому может быть две причины – неправильное его расположение или выход из строя резистора (у современных SMD-компонентов он уже встроен, что будет ясно в процессе «прозвонки»).

Мультиметром довольно просто прозвонить световой диод

Цветовая маркировка световых диодов

Общепринятой мировой маркировки подобных изделий не существует, каждый производитель обозначает цвет так, как ему это удобно. В России применяют цветовую маркировку светодиодов, но ею мало кто пользуется, потому, как список элементов с буквенными обозначениями довольно внушителен и запоминать его вряд ли кому-то захочется. Наиболее распространенно буквенное обозначение, которое многие и считают общепринятым. Но такая маркировка чаще встречается не на мощных элементах, а на светодиодных лентах.

Такие обозначения могут встретится на маркировке ленты

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для того, чтобы понять, как маркируется лента, нужно обратить внимание на таблицу:

Позиция в коде	Назначение	Обозначения	Расшифровка обозначения
1	Источник света	LED	Светодиод
2	Цвет свечения	R	Красный
		G	Зеленый
		B	Синий
		RGB	Любой
		CW	Белый
3	Способ монтажа	SMD	Surface Mounted Device (Устройство, монтируемое на поверхность)
4	Размер чипа	3028	3,0 х 2,8 мм
		3528	3,5 х 2,8 мм
		2835	2,8 х 3,5 мм
		5050	5,0 х 5,0 мм
5	Количество светодиодов на метр длины	30
		60
		120
6	Степень защиты:	IP	International Protection
7	От проникновения твердых предметов	0-6	Согласно ГОСТ 14254-96 (стандарт МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»
8	От проникновения жидкости	0-6

Для примера возьмем конкретную маркировку LED CW SMD5050/60 IP68. Из нее можно понять, что перед нами светодиодная лента белого цвета для поверхностного монтажа. Элементы, установленные на ней, имеют размер 5х5мм, в количестве 60 шт/м. Степень защиты позволяет ей длительное время работать под водой.

Ассортимент ламп для дома на световых диодах довольно широк

Что можно сделать из светодиодов своими руками?

Это вопрос очень интересный. И если отвечать на него развернуто, то на это уйдет очень много времени. Наиболее частое применение световых диодов – это подсветка подвесных и натяжных потолков, рабочей зоны на кухне или даже клавиатуры компьютера.

Мнение эксперта

Игорь Мармазов

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО «АСП Северо-Запад»

Спросить у специалиста

“Для работы таких элементов необходим стабилизатор питания или контроллер. Его можно взять даже со старой китайской гирлянды. Многие «умельцы» пишут, что достаточно обычного понижающего трансформатора, но это не так. В этом случае диоды будут моргать.”

Стабилизатор для диодных ламп – подобный можно спаять самостоятельно

Стабилизатор тока – какую функцию он выполняет

Стабилизатор для светодиодов – это источник питания, который понижает напряжение и выравнивает ток. Другими словами, создает условия для нормальной работы элементов. При этом он защищает от повышения или падения напряжения на светодиодах. Существуют стабилизаторы, которые могут не только регулировать напряжение, обеспечивая плавное затухание световых элементов, но и управлять режимами цвета или мерцания. Они называются контроллерами. Подобные устройства можно увидеть на гирляндах. Так же они продаются в магазинах электротехники для коммутации с RGB-лентами. Такие контроллеры оснащаются пультами дистанционного управления.

Схема такого устройства не сложна, и при желании простейший стабилизатор можно изготовить и своими руками. Для этого понадобятся лишь небольшие знания в радиоэлектронике и умение держать в руках паяльник.

Схема подключения дневных ходовых огней на автомобиле

Дневные ходовые огни на автомобиль

Применение световых диодов в автомобильной промышленности довольно распространено. К примеру, ДХО изготавливаются исключительно с их помощью. Но если авто не оснащено ходовыми огнями, то их приобретение может ударить по карману. Многие автолюбители обходятся дешевой светодиодной лентой, но это не очень удачная мысль. Особенно, если сила ее светового потока невелика. Неплохим выходом может стать приобретение самоклеящейся ленты на диодах «Cree».

Вполне можно сделать ДХО и при помощи уже вышедших из строя, поместив внутрь старых корпусов новые, мощные диоды.

Важно! Дневные ходовые огни созданы именно для того, чтобы авто было заметно днем, а не ночью. Нет смысла проверять, как они будут светить, в темное время суток. ДХО должны быть заметны при свете солнца.

Такую рекламу легко можно сделать самостоятельно

Мигающие светодиоды – для чего это нужно?

Неплохим вариантом использования подобных элементов станет рекламное табло. Но если оно будет статично светиться, то это не привлечет должного внимания. Основной задачей является сборка и спайка щита – для этого нужны некоторые навыки, приобрести которые несложно. После сборки можно вмонтировать контроллер от той же гирлянды. В результате получается мигающая реклама, которая явно привлечет внимание.

Цветомузыка на световых диодах – сложно ли ее сделать

Это работа уже не для новичков. Для того, чтобы собрать полноценную цветомузыку своими руками нужен не только точный расчет элементов, но и знания радиоэлектроники. Но все же простейший ее вариант вполне по силам каждому.

Простейшая цветомузыка – осталось подключить датчик звука

В магазинах радиоэлектроники всегда можно найти датчик звука, да и во многих современных выключателях он есть (свет по хлопку). Если у Вас есть светодиодная лента и стабилизатор, то пустив с блока питания «+» на полосу через подобную хлопушку можно добиться желаемого результата.

Индикатор напряжения: что делать, если он перегорел

Современные индикаторные отвертки состоят как раз из светового диода и сопротивлений с изолятором. Чаще всего это эбонитовая вставка. При перегорании элемента внутри его вполне можно заменить на новый. А цвет уже будет выбирать сам умелец.

Этот диод можно с легкостью заменить при желании

Еще один из вариантов – это изготовление прозвонки цепи. Для этого понадобится 2 пальчиковых батарейки, провода и световой диод. Соединив элементы питания последовательно, одну их ножек элемента припаиваем к плюсу батареи. Провода будут идти от другой ножки и от минуса батареи. В итоге при замыкании диод засветится (если полярность не перепутать).

Схемы подключения светодиодов – как все правильно выполнить

Подобные элементы можно подключить двумя способами – последовательно и параллельно. При этом нельзя забывать, что световой диод должен быть расположен правильно. В противном случае схема работать не будет. В обычных элементах с цилиндрической формой это можно определить так: на катоде (-) виден флажок, он немного крупнее анода (+).

Такова схема последовательного подключения световых диодов

Как рассчитать сопротивление светодиода

Расчет сопротивления светового диода очень важен. Иначе элемент просто сгорит, не выдержав величины тока сети.

Разберемся, как рассчитать сопротивление для светодиода.

Сделать это можно по формуле:

R = (VS – VL) / I,где

• VS–напряжение питания;
• VL –номинальное напряжение для светодиода;
• I – ток светодиода (обычно это 0.02 А, что равно 20 мА).

При желании возможно все. Схема довольно проста – используем блок питания от сломанного мобильного телефона или любой другой. Главное, чтобы в нем был выпрямитель. Важно не переусердствовать с нагрузкой (с численностью диодов), иначе есть риск сжечь блок питания. Стандартное зарядное устройство вполне выдержит 6-12 элементов. Можно смонтировать цветную подсветку для клавиатуры компьютера, взяв по 2 синих, белых, красных, зеленых и желтых элемента. Получается довольно красиво.

При желании возможно все. Схема довольно проста – используем блок питания от сломанного мобильного телефона или любой другой. Главное, чтобы в нем был выпрямитель. Важно не переусердствовать с нагрузкой (с численностью диодов), иначе есть риск сжечь блок питания. Стандартное зарядное устройство вполне выдержит 6-12 элементов. Можно смонтировать цветную подсветку для клавиатуры компьютера, взяв по 2 синих, белых, красных, зеленых и желтых элемента. Получается довольно красиво.

Полезная информация! Напряжение, которое выдает блок питания равно 3.7 В. Это значит, что диоды нужно соединить последовательно скоммутированными парами параллельно.

Параллельное и последовательное соединение: как они выполняются

По законам физики и электротехники при параллельном соединении напряжение распределяется равномерно по всем потребителям, оставаясь неизменным на каждом из них. При последовательном монтаже поток делится и на каждом из потребителей оно становится кратным их количеству. Иными словами если взять 8 световых диодов, соединенных последовательно, они будут нормально работать от 12 В. Если же из подключить параллельно – они сгорят.

Параллельно подключенные последовательные тройки световых диодов

Подключение световых диодов на 12 В как самый оптимальный вариант

Любая светодиодная лента рассчитана на подключение к стабилизатору, выдающему 12 или 24 В. На сегодняшний день на прилавках российских магазинов представлен огромный ассортимент изделий различных производителей с этими параметрами. Но все же преобладают ленты и контроллеры именно 12 В. Это напряжение более безопасно для человека, да и стоимость таких приборов более низка. О самостоятельном подключении к сети 12 В говорилось чуть выше, ну а с подключением к контроллеру проблем возникнуть не должно – к ним прилагается схема, с которой разберется даже школьник.

Идеальная подсветка потолка при помощи светодиодной ленты

В заключение

Популярность, которую набирают световые диоды, не может не радовать. Ведь это заставляет прогресс двигаться вперед. И кто знает, быть может, уже в ближайшее время появятся новые светодиоды, которые будут на порядок выше по характеристикам, чем существующие сейчас.

Надеемся, наша статья была полезна уважаемому читателю. При возникновении вопросов по теме просим задавать их в обсуждениях. Наша команда всегда готова на них ответить. Пишите, делитесь опытом, ведь он может кому-то помочь.

Видео: как правильно подключить светодиод

seti.guru

Индикатор напряжения на светодиодах своими руками: схемы с описанием

Светодиоды давно применяется в любой технике из-за своего малого потребления, компактности и высокой надежности в качестве визуального отображения работы системы. Индикатор напряжения на светодиодах это полезное устройство, необходимое любителям и профессионалам для работы с электричеством. Принцип используется в подсветках настенных выключателей и выключателей в сетевых фильтрах, указателях напряжения, тестерных отвертках. Подобное устройство можно сделать своими руками из-за его относительной примитивности.

Индикатор переменного напряжения 220 В

Рассмотрим первый, наиболее простой вариант индикатора сети на светодиоде. Его применяют в отвертках для нахождения фазы 220 В. Для реализации нам понадобится:

• светодиод;
• резистор;
• диод.

Светодиод (HL) вы можете выбрать абсолютно любой. Характеристики диода (VD) должны быть ориентировочно такими: прямое напряжение, при прямом токе 10-100 мА – 1-1,1 В. Обратное напряжение 30-75 В. Резистор (R) должен иметь сопротивление не меньше 100 кОм, но и не больше 150 кОм, иначе просядет яркость свечения индикатора. Такое устройство можно самостоятельно выполнить в навесной форме, даже без использования печатной платы.

Схема примитивного индикатора тока будет выглядеть аналогичным образом, только необходимо использовать емкостное сопротивление.

Индикатор переменного и постоянного напряжения до 600 В

Следующий вариант представляет собой немного более сложную систему, из-за наличия в схеме кроме уже известных нам элементов, двух транзисторов и емкости. Но универсальность этого индикатора вас приятно удивит. Ему доступна безопасная проверка наличия напряжения от 5 до 600 В, как постоянного, так и переменного.

Основным элементом схемы индикатора напряжения выступает полевой транзистор (VT2). Пороговое значение напряжения, которое позволит сработать индикатору фиксируется разностью потенциалов затвор-исток, а максимально возможное напряжение определяет падение на сток-истоке. Он выполняет функции стабилизатора тока. Через биполярный транзистор (VT1) осуществляется обратная связь для поддержания заданного значения.

Принцип работы светодиодного индикатора заключается в следующем. При подаче на вход разности потенциалов, в контуре возникнет ток, значение которого определяется сопротивлением (R2) и напряжением перехода база-эмиттер биполярного транзистора (VT1). Для того чтобы слабенький светодиод загорелся, достаточно тока стабилизации 100 мкА. Для этого сопротивление (R2) должно быть 500-600 Ом, если напряжение база-эмиттер примерно 0,5 В. Конденсатор (С) необходим неполярный, емкостью 0,1 мкФ, служит он защитой светодиода от скачков тока. Резистор (R1) выбираем величиной 1 МОм, он исполняет роль нагрузки для биполярного транзистора (VT1). Функции диода (VD) в случае индикации постоянного напряжения – это проверка полюсов и защита. А для проверки переменного напряжения он играет роль выпрямителя, срезая отрицательную полуволну. Его обратное напряжение должно быть не меньше 600 В. Что касается светодиода (HL), то выбирайте сверхъяркий, для того, чтобы его свечение при минимальных токах было заметно.

Автомобильный индикатор напряжения

Среди областей, где применение индикатора напряжения на светодиодах имеет неоспоримую пользу, можно выделить эксплуатацию автомобильного аккумулятора. Для того чтобы аккумулятор служил долго, необходимо контролировать напряжение на его клеммах и поддерживать в заданных пределах.

Предлагаем вам обратить внимание на схему автомобильного индикатора напряжения на RGB-светодиоде, с помощью которой вы поймете, как изготовить устройство самостоятельно. RGB-светодиод отличается от обычного, наличием 3-х разноцветных кристаллов внутри своего корпуса. Данное свойство мы будем использовать для того, чтобы каждый цвет сигнализировал нам об уровне напряжения.

Схема состоит из девяти резисторов, трех стабилитронов, трех биполярных транзисторов и одного 3-цветного светодиода. Обратите внимание, какие элементы рекомендуется выбирать для реализации схемы.

1. R1=1, R2=10, R3=10, R4=2.2, R5=10, R6=47, R7=2.2, R8=100, R9=100 (кОм).
2. VD1=10, VD2=8.2, VD3=5.6 (В).
3. VT – BC847C.
4. HL – LED RGB.

Результат такой системы следующий. Светодиод загорается:

• зеленым – напряжение 12-14 В;
• синим – напряжение ниже 11,5 В;
• красным – напряжение свыше 14,4 В.

Это происходит за счет правильно собранной схемы. С помощью потенциометра (R4) и стабилитрона (VD2) выставляется низший предел напряжения. Как только разность потенциалов между клеммами батареи становится меньше указанного значения – транзистор (VT2) закрывается, VT3 открывается, синий кристалл индуцирует. Если напряжение на клеммах находится в указанном диапазоне, то ток проходит через резисторы (R5,R9), стабилитрон (VD3), светодиод (HL), естественно, светит зеленым, транзистор (VT3) находится в закрытом состоянии, а второй (VT2) – в открытом. С помощью настройки переменного резистора (R2), превышение напряжения больше 14,4 В будет отображаться свечением светодиода красного цвета.

Индикатор напряжения на двухцветном светодиоде

Еще одна популярная схема индикации, это схема с использованием двухцветного светодиода для отображения степени заряда батареи или же сигнализации о включении или выключении лампы в другом помещении. Это может быть очень удобно, например, если выключатель света в подвале расположен до лестницы ведущей вниз (кстати, не забудьте прочитать интересную статью о том как сделать подсветку лестницы светодиодной лентой). До того как спуститься туда, вы зажигаете свет, и индикатор загорается красным, в выключенном состоянии вы видите зеленое свечение на клавише. В этом случае вам не придется заходить в темную комнату и уже там нащупывать выключатель. Когда вы покинули подвал, вы по цвету светодиода знаете, горит свет в подвале или нет. Одновременно с этим, вы контролируете исправность лампочки, потому что в случае ее перегорания, красным светодиод светиться не будет. Вот схема индикатора напряжения на двухцветном светодиоде.

В заключении можно сказать, что это лишь основные возможные схемы использования светодиодов для индикации напряжения. Все они несложные, и в своей реализации под силу даже дилетанту. В них не использовалось никаких дорогостоящих интегральных микросхем и тому подобное. Рекомендуем обзавестись таким устройством всем любителям и профессионалам электрикам, чтобы никогда не подвергать свое здоровье опасности, приступая к ремонтным работам, не проверив наличие напряжения.

 

ledno.ru

РадиоКот :: На «0» — «1» засветись! Или индикация логических уровней светодиодами

РадиоКот >Статьи >

На «0» — «1» засветись! Или индикация логических уровней светодиодами

Светодиод светиться, когда через него течёт ток в прямом направлении. «Стрелочка» диода как раз и указывает это направление. А ток не просто течёт сам по себе, куда ему вздумается, а от «плюса» источника питания к «минусу». Для удобства иногда один полюс источника питания с общим проводом соединяют, и он становится нулём напряжения. А общий провод потом заземляют. Тогда один полюс остаётся: или «плюс» или «минус». Но ток всё равно течёт, но от большего к меньшему. А вот светодиоду всего источника питания будет слишком много, и он может испортиться. А чтобы этого не произошло, ему нанимают телохранителя – добавочный резистор. И не просто какой-нибудь, а чтобы специальный отбор по формулам прошёл.
Светодиод на схемах в СНГ обозначают HL – световой индикатор.

Схема получается вот такая:

А вот страшные формулы для резистора-телохранителя:

R_доб = (U_ип – U_сд) / I_сд      (1)
P = I²_сд·R                   (2)

В 1-й формуле сопротивление R_доб в омах высчитываем. А для этого нам напряжение источника питания U_ип, падение напряжения на светодиоде U_сд и рабочий ток светодиода I_сд знать надо. Напряжения измеряются, как известно в вольтах, а ток в амперах.
С напряжением источника питания U_ип понятно, даже если оно неизвестно, его вольтметром измерить можно. А вот чтобы узнать U_сд и I_сд в справочники заглянуть надо (или на справочные сайты в Internet).
Ток I_сд у большинства светодиодов от 10 до 20 мА, поэтому смело можно 10 мА в формулы ставить. Сверхъяркие светодиоды и при меньших токах хорошо светятся, но это уже другая история.
Во 2-й формуле мы мощность P (в ваттах) резистора R_доб высчитываем. Защита ведь должна быть надёжной. Смотрим, что получилось, и выбираем с запасом из ряда стандартного: 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2 Вт (там и дальше он продолжается, но это уже настоящие «броневики с печным отоплением», если таковые потребовались, значит, неправильно посчитали или напряжение питания слишком большим выбрано).

Микросхемы цифровые, хоть и зовутся цифровыми, но нули и единички у них напряжением (потенциалом) на самом деле являются. У разных микросхем они (нули с единичками) разные, а мы возьмём самые распространённые: ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика) и КМОП (комплементарные МОП-транзисторы). Питается ТТЛ от +5 В, а вот КМОП современные от +3 до +12 В питаются.
«0» у них (микросхем) потенциал «земли» считается, но на деле он чуток повыше будет: +0,3 В для КМОП и +0,5 В для ТТЛ;
«1» у них (микросхем) считается потенциал «плюса» источника питания, но на деле он где-то пополам будет.
Всё от того, что на выходных транзисторах микросхем часть напряжения теряется, да и помехи ещё хулиганят.
Но на самом деле, для надёжности считают, то, что от 0 до +0,8 В (для ТТЛ микросхем) или от 0 до +1,5 В (для КМОП микросхем) является «низким уровнем» или «нулём», а то что больше +2 В (для ТТЛ микросхем) или +1,5 В (для КМОП микросхем) будет уже «высоким уровнем» или «единицей».
Так как надо будет светодиод зажигать, а зажигать мы его будем через транзистор, который в микросхеме стоит, то уровни «0» и «1» учитывать надо. Именно на них нам в 1 й формуле напряжение питания поправлять надо.

Для того чтобы сто раз не пересчитывать, для ТТЛ микросхем резистор R будет нужен 220 – 330 Ом, а его мощность должна быть 0,125 Вт или 0,25 Вт. Можно, конечно, и большей мощности резистор поставить, ну уж очень большим он по размерам будет. Транзисторы можно любые маломощные ставить (буржуины их TUN и TUP называют), а нам и КТ315/КТ361 или КТ3102/КТ3107 сгодятся. Светодиоды самые обычные, лучше конечно, красные, АЛ307БМ, например.

Итак:

Схема № 1 — Индикация высокого «1» уровня

Токовая нагрузка на выход микросхемы около 0 (при «0») и около 3,3/R (при «1»).

Достоинства: очень простая.
Недостатки: с этого выхода нельзя снимать сигнал на входы других микросхем.

Схема № 2 — Индикация высокого «1» уровня

Используется для микросхем с открытым коллектором (стоком), токовая нагрузка на выход микросхемы около 5/R (при «0») и около 0 (при «1»).

Достоинства: очень простая.
Недостатки:
1) с этого выхода нельзя снимать сигнал на входы других микросхем;
2) потребляется энергия при выключенном светодиоде.

Схема № 3 — Индикация низкого «0» уровня

Токовая нагрузка на выход микросхемы около 3,3/R (при «0») и около 0 (при «1»).

Достоинства: очень простая.
Недостатки: с этого выхода нельзя снимать сигнал на входы других микросхем.

Схема № 4 — Индикация высокого «1» уровня

Используется для микросхем с активным выходом (т.е. для схем с открытым коллектором (стоком) не подходит), токовая нагрузка на выход микросхемы около 0 (при «0») и около 0 (при «1»).

Достоинства: не создаёт нагрузки на выход микросхемы.
Недостатки:
1) сложновата – транзистор прибавился;
2) можно использовать только для микросхем с активным выходом.

Схема № 5 — Индикация высокого «1» уровня

Используется для микросхем с активным выходом (т.е. для схем с открытым коллектором (стоком) не подходит), токовая нагрузка на выход микросхемы около 0 (при «0») и около 0 (при «1»).

Достоинства: не создаёт нагрузки на выход микросхемы;
Недостатки:
1) сложновата – транзистор прибавился;
2) можно использовать только для микросхем с активным выходом.

Схема № 6 — Индикация низкого «0» уровня

Используется для микросхем с активным выходом (т.е. для схем с открытым коллектором (стоком) не подходит), токовая нагрузка на выход микросхемы около 0 (при «0» и если RБ > 5 кОм) и около 0 (при «1»).

Достоинства: не создаёт нагрузки на выход микросхемы;
Недостатки:
1) сложновата – транзистор да ещё в компании с резистором R_Б прибавился;
2) можно использовать только для микросхем с активным выходом;
3) потребляется энергия при выключенном светодиоде.

Схема № 7 — Индикация высокого «1» уровня

Токовая нагрузка на выход микросхемы около 0 (при «0») и около 0 (при «1»).

Достоинства: не создаёт нагрузки на выход микросхемы;
Недостатки:
1) сложновата – транзистор прибавился;
2) потребляется энергия при выключенном светодиоде.

Схема № 8 — Индикация низкого «0» уровня

Токовая нагрузка на выход микросхемы около 0 (при «0») и около 0 (при «1»).

Достоинства: не создаёт нагрузки на выход микросхемы;
Недостатки: сложновата – транзистор прибавился.

— Схемы №1, №2 и №3 – светодиод подключен непосредственно к выходу микросхем и их ограничения на коэффициент разветвления не позволяет использовать этот выход для других нагрузок;
— В остальных схемах (№4 — №8) – транзистор буферный используется, и предыдущей проблемы уже нет;
— Схемы №4 и №8 – используются, когда проводимость транзистора особой важности не имеет;
— Схемы №6 и №7 – настоящие обжоры, электроэнергию кушают, даже тогда, когда светодиод выключен;
— И ещё раз о схеме №1 – ток при зажигании светодиода уж очень зависит от внутреннего резистора в микросхеме, через который питание на выходной транзистор подаётся.

И, наконец, если мы очень быстро в микросхемах уровни переключать начнём, то мы можем и не заметить, что же нам показывают светодиоды. Но это уже другая история.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Светодиодный индикатор | Сабвуфер своими руками

Идя подбрасывать очередную охапку дров, и уже вступив на порог деревенской бани, хотелось бы знать, какая температура в самой бане или в парилке, или какая температура воды в нагревательном баке в данный момент времени. Существует много всяких жидкостных, стрелочных, цифровых термометров, но это надо всматриваться в деления шкалы, в цифры, осмысливать результат не всегда это удобно, да и в плане надёжности есть некоторые сомнения. Как один из вариантов удовлетворения этого температурного интереса предлагается индикатор температуры на светодиодах.

Индикатор температуры

Индикатор температуры (далее “и.т.”) предназначен для индикации температуры в процессе топки бани в помещении самой бани или парной, или индикации температуры воды в нагревательном баке. Шкала “и.т.” состоит из восьми светодиодов, каждый из которых соответствует определённой температуре и загорается при достижении её. При топке бани, в начальной стадии, повышение температуры не очень-то и сказывается, а вот в середине топки и, особенно в конце топки повышение температуры очень даже чувствуется, поэтому необходим более точный температурный контроль. Учитывая выше сказанное, фиксированный ряд температур выбран следующим: 20,30,40,50,60, 70,75,80 градусов.

Хотя он может быть другим, например 50,60,65,70,75,80 (90 и 100 градусов это для особых любителей жары). Схему можно посмотреть на сайте радиочипи, где R1 терморезистор, R2 переменное сопротивление с несколькими подвижными контактами, R3 добавочное сопротивление, D1-D3-элементы «2и-не» микросхемы. HL1HL3 светодиоды. Здесь использовано свойство элемента «2и-не» переключаться при подаче на его вход 1 напряжения, равного половине напряжения питания элемента, при том, что на входе 2 будет напряжение питания. Для наглядности такой пример. Допустим, что резистора R1 в большую или в меньшую сторону.

Здесь загорание светодиода HL3 будет свидетельствовать о достижении значения температуры в 40 градусов. Отсюда следует, что значение напряжения, равное половине напряжения питания, будет находиться в зоне сопротивления R2 при изменении температуры от 20 до 40 градусов и его можно вывести с помощью подвижного контакта на вход соответствующего элемента. Так, например, при температуре 30 градусов, терморезистор R1 будет иметь сопротивление 15,2к. Точка 2 на сопротивлении R2, где будет напряжение, равное половине напряжения питания 15,2к. Если в эту точку подвести подвижной контакт 2, соединённый с входом 5 элемента D1,3, то загорание светодиода HL2 будет означать, что температура достигла 30-ти градусов.

Принципиальная схема приведена на сайте 2. Схема состоит из терморезистора R1 двух микросхем D1.D2, восьми транзисторных ключей VT1VT8 и восьми светодиодов HL1HL8. Работает схема следующим образом. При подаче напряжения на схему и при температуре, ниже 20-ти градусов на выходах D1 и D2 будет “Г. Все транзисторы VT1VT8 закрыты. Светодиоды HL1HL8 не горят. При достижении температуры 20 градусов на выходе 3 D1 появится “0”.

Транзистор VT1 откроется и над цифрой 20 градусов загорится светодиод HL1. Таким же образом при достижении температуры в 30 градусов над цифрой 30 градусов загорится светодиод HL2, при том, что светодиод HL1 продолжает гореть. После семидесяти градусов до восьмидесяти градусов индикация температуры осуществляется через пять градусов. При достижении температуры 80 градусов, над цифрой 80 градусов загорится светодиод HL8.  Таким образом, все диоды горят. При снижении температуры, светодиоды начинают гаснуть в обратном порядке.

Детали. Терморезистор R1 типа ТММ-4, он помещён в медную трубку диаметром 6 мм. длиной 40 мм. (хорошо подходит звено от телескопической антенны) и соединён с “и.т.” экранированным проводом. Переменные резисторы R2R9 типа СП5-2В, хотя можно и однооборотные типа СП3-38. Светодиоды любые. Будет нагляднее, если использовать светодиоды диаметром 10 мм., а кратные пяти градусам 35 мм. и ещё если они будут цветными. Транзисторы могут быть КТ3107 и похожие. В конструкции “и.т.” можно использовать микросхему К561ЛЕ5, если её элементы «2-или-не» использовать как инверторы. Таким же образом можно использовать и К561ЛА7. Блок питания может быть на 9-12 вольт, 0,2-0,4 А. как самодельный, так и сетевой адаптер, а можно и аккумулятор.

Наладка. Здесь могут быть варианты. Если есть термометр на 100120 градусов, то его и терморезистор поместить в кастрюлю с водой, включить питание “и.т.” и медленно эту кастрюлю нагревать доступным методом. Желательно, чтобы первоначальная температура воды была ниже 20-ти градусов, при этом некоторые светодиоды могут гореть (всё зависит от первоначального положения подвижных контактов переменных сопротивлений). При достижении температуры 20 градусов, медленно вращая ось переменного сопротивления R2 в ту или другую сторону, добиться загорания светодиода HL1 (на грани загорания, но чтобы всё таки загорелся).

Следить за повышением температуры и когда она поднимется до 30 градусов, с помощью R3 проделать такие же действия, как и с сопротивлением R2. Должен загореться светодиод HL2. В процессе нагрева воды до 80 градусов, проделать те же процедуры с оставшимися переменными сопротивлениями. Все светодиоды должны загореться. Прекратить нагрев воды. При остывании воды, светодиоды будут последовательно гаснуть в обратном порядке от восьмидесяти до двадцати градусов. Процедуру наладки, для верности, можно повторить. Если есть термометр в бане, то можно заняться наладкой в процессе топки бани. Методика та же, просто по времени растягивается.

Конструкция. Если температурный ряд состоит из четырёх значений температур, например, 60,70,75,80 градусов, то можно обойтись одной микросхемой D1. Сопротивления R2-R5-50K. Всё, что относится к микросхеме D2 исключить. “И.т.” выполнен на печатной плате и размещён в пластмассовом корпусе от зубной щётки размерами 200 х 25 х 23 мм. На лицевой панели в верхней части в ряд расположены светодиоды и под каждым соответствующее значение температуры (см. рис. 2) Терморезистор соединён с “и.т.” экранированным проводом. Сетевой адаптер соединён с “и.т.” через разъём. “И.т.” непосредственно расположен на стене в предбаннике, а терморезистор в парной. В процессе топки бани, заходя в предбанник, благодаря “и.т.” наглядно видно, какая температура в парной и можно прикинуть, сколько времени ещё топить.

www.radiochipi.ru

Светодиодный индикатор температуры. Две схемы

Светодиодный индикатор температуры имеет широкий спектр применения. Ниже приводятся две схемы подобного индикатора, который может быть использован, например, для индикации температуры воды, температуры различных силовых устройств (усилители и т.д.), нагревательных приборов, в качестве индикатора температуры корпуса и компонентов, таких как процессор, видеокарта, показатель температуры охлаждающей жидкости в автомобиле, индикатор температуры наружного воздуха и т.д.

Двухцветный светодиодный индикатор температуры на двух транзисторах

Свечение синего светодиода показывает более низкую температуру, красного — высокую. Снижение температуры влечет за собой повышение сопротивления термистора Th2. Это увеличивает напряжение на базе транзистора VT2, что в свою очередь открывает его. Открытие VT2 запирает транзистор VT1. В результате этого светодиод HL1 светится, а светодиод HL2 не горит.

С повышением температуры, сопротивление термистора уменьшается и уменьшается напряжение на базе VT2. VT2 закрыт. Ток начинает течь к базе VT1 через R2, в результате он открывается. Это заставляет светиться светодиод HL2. Так как оба светодиода имеют общий токоограничивающий резистор R1, и красный светодиод HL2 имеет меньшее падение напряжения, чем синий светодиод HL1, то синий светодиод гореть не будет. Это избавляет от необходимости в каких-либо дополнительных транзистора для светодиода HL1.

Если светодиод HL1 не имеет достаточно высокий перепад напряжения, то это возможно решить путем последовательного включения с ним диода, например 1N4007. Потенциометр R3 устанавливает температуру порога. Если вы не можете установить желаемую температуру, возможно, потребуется изменить значение R3 или R4.

Трехцветный светодиодный индикатор температуры на операционном усилителе

Измерение производится с помощью двойного операционного усилителя LM358 используемого в качестве компаратора. Можно использовать и другие ОУ, например, MC4558, LM1458. Преимущество данной схемы в отсутствии зависимости от изменений напряжения питания.

Пороги температуры устанавливаются с помощью потенциометров R2 и R3. Можно использовать любые потенциометры со значением сопротивления 22k…220k. Потенциометр R3 устанавливает порог переключения с HL2 на HL3. Потенциометр R2 устанавливает порог переключения с HL1 на HL2. При регулировке R2 должен быть выставлен на более высокую температуру, чем R3 (т.е. ниже выходного напряжения).

Схема может быть легко модифицирована в другие напряжений в диапазоне 5…30В. Для этого просто нужно изменить сопротивления резисторов (R4, R5, R6) для требуемого тока. Значения резисторов на схеме (1k для 12 вольт питания) соответствует току в 10 мА. Светодиоды могут быть любого цвета, так как падение напряжения не оказывают никакого влияния на индикацию.

www.joyta.ru