LED 'Ler Hakkında

LED'ler Hakkında Her Şey

Merhaba ve LED ile ilgili her şeye baktığımız eğiticimize hoş geldiniz. Şimdi her şeyden önce LED nedir? LED, Işık Yayan Diyot anlamına gelir ve elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştürmek için kullanılan elektronik bir bileşendir. Bu sürece elektro ışıldama denir. LED teknolojisi her yerdedir, tüketici elektroniği, otomotiv fren lambaları, TV ekranlarındaki göstergeler, hemen hemen her elektronik ürün LED'leri bir şekilde veya formda kullanır. LED teknolojisinin yaygın kullanımı, geleneksel aydınlatma biçimlerine kıyasla güç verimliliği, kompakt formu, sağlamlığı ve kullanım kolaylığından kaynaklanmaktadır. Artık yararlı olduklarını bildiğimize göre, aslında nasıl çalışıyorlar?

Bu makalede, temel elektronik teorisi ve terimlerini kullanacağız, bu nedenle Ohm yasası, voltaj, akım ve benzeri diğer terimlere aşina değilseniz, önce Analog Elektronik Çarpışma Kursumuzu hızlıca okuyun.

LED'lerin Çalışma Prensibi

Adından da anlaşılacağı gibi LED, etkinleştirildiğinde elektromanyetik enerji (ışık) yayan özel bir diyot türüdür. Yarı iletken teknolojisinin arkasındaki özlü fiziğe hemen inmeyeceğiz, ancak bir diyot bir PN bağlantısından oluşur. Bir PN bağlantısı, biri çok sayıda elektrona sahip olacak şekilde işlenen ('katkılı') (elektronlar negatif yüklü parçacıklar olduğu için negatif için N) ve diğeri daha az elektrona veya 'deliklere sahip olacak şekilde katkılı Elektronların eksik olduğu yerde (elektron yokluğu pozitif bir yük oluşturduğundan pozitif için P). Bu bağlantı noktasından bir akım geçtiğinde, elektronlar devre etrafında hareket ederken elektronlar delikleri doldurmak için N tarafından P tarafına atlar ve elektronlar bu boşluğu geçtikçe enerji verilir (LED'ler durumunda ışık enerjisi) .

Renklerden bahsetmişken, LED'ler çok çeşitli renklerde, şekillerde, boyutlarda ve yoğunluklarda (parlaklık) mevcuttur, ancak insanların kafasını sık sık karıştıran bir şey, Mavi LED'lerin genellikle diğer LED renklerinden daha pahalı olmasıdır. Bunun nedeni, Kırmızı, Yeşil ve kızılötesi LED'ler gibi renkler neredeyse yarım asırdır ortalıkta olsa da, mavi LED'lerin sadece on veya iki yıldır var olmasının nedeni, farklı bir malzeme ve inşaat sürecine ihtiyaç duymaları (Galyum nitrür GaN). Günümüzde, kızılötesi (uzaktan kumandalarda kullanıldığı gibi) ve ultraviyole gibi görünmeyen spektrum LED'leri de dahil olmak üzere neredeyse her renkte LED elde edebilirsiniz.

LED yapımı

Bir LED oldukça basit bir cihazdır, ortada yarı iletken kalıbın iki uca bağlı olduğu bir epoksi gövdeden (açık veya renkli) oluşur. Bir diyot üzerindeki iki uç, Anot ve Katot olarak bilinir. LED'in Anodu pozitif uç, katot ise negatif uçtur. Standart açık delikli LED'lerde, gövdenin bir tarafında düzleştirilmiş bir kenar olacaktır, bu taraftaki kurşun katottur ve genellikle daha kısa olan uçtur. LED'ler, diyotlar gibi, polarize cihazlardır, bu da akımın yalnızca bir yönde akmasına izin verecekleri anlamına gelir. Devrenize yanlış bir LED takarsanız kırılmaz, yanmaz.

Öyleyse bunu bilmek güzel, ama LED'leri gerçekten nasıl kullanacaksınız? Hadi bir bakalım.

LED'leri kullanma

Otomotiv ve ev aydınlatması dahil farklı uygulamalar için birçok farklı LED türü varken, bugün özellikle elektronikte kullanılan standart LED türlerine odaklanacağız. Bu LED'ler, 10mm-3mm açık delikli paketler ve SMD paketleri gibi çeşitli biçimlerde mevcuttur, ancak prensip aynıdır. LED'leri kullanırken, düzgün çalışabilmeleri için dikkate alınması gereken 2 önemli özellik vardır. LED'ler sadece özel bir diyot türü olduğundan, burada tartışılan ilkelerin çoğu diyotlar için de geçerlidir.

İleri Voltaj:

Bir LED'in ışık yayması için, LED boyunca belirli bir voltajın uygulanması gerekir. Bu, 'ileri voltaj' olarak bilinir veya başka bir deyişle, LED boyunca sabit bir voltaj kaybına neden olur ve bu, ışığın üretilmesi için gereklidir. Çoğu LED için bu, yayılan ışığın rengine bağlı olarak 1,7V-3,3V arasındadır (Mavi LED, Kırmızı LED'den daha yüksek bir ileri voltaj gerektirir).

İleri akım:

Elektronik bir bileşende olduğu gibi, LED bir devre üzerindeki bir yüktür ve bir devre tamamlandığında akım akar. Bir LED'in ileri akımı, amaçlanan parlaklığında çalışırken tüketeceği akım miktarını ifade eder. Çoğu LED için, 15mA-20mA arasındadır ve bir LED'in çok fazla akım çekmesine izin vermenin ömrünü önemli ölçüde kısaltacağına dikkat etmek önemlidir (herhangi bir akım sınırlaması olmaksızın doğrudan bir 12V beslemesine bağlanan bir Mavi LED, birkaç saniye). Parlaklığa karşı son derece düşük akım çekişi nedeniyle LED'ler, verimlilikleri nedeniyle neredeyse her alanda geleneksel aydınlatma biçimlerinin yerini almaktadır.

LED'leri Akım Sınırlama Direnci ile Koruma:

Öyleyse ileri akım ve voltaj önemlidir, peki LED'lerimizin güvenli ve verimli bir şekilde çalıştırılmasını nasıl sağlayabiliriz? Pek çok güç kaynağı ileri voltajdan daha büyük olacağından ve ileri akımdan daha fazlasını sağlayan bir kablo olacağından, devremizde ek bir yük oluşturmamız gerekiyor, bu yüzden bir direnç kullanıyoruz.

Analog Elektronik Çarpışma Kursumuzu okuduysanız, dirençlerin nasıl çalıştığına dair makul bir fikriniz olacak, ancak hemen özetleyelim. Bir direnç görevi elektron akışına (akım) direnmektir (tahmin ettiniz) ve herhangi bir direnç yükü, bunun üzerinden bir voltaj düşüşüne neden olur. Dolayısıyla, LED'imize sağlanan akımı sınırlamak için bir direnç kullanabiliriz ve gerekli direnci hesaplamak, Ohm yasasını uygulamanın basit bir meselesidir: V = IR (Gerilim = Akım x Direnç). Öyleyse kazalım!

1,8 V ileri voltaj ve 20 mA ileri akıma sahip tipik bir Kırmızı LED'in aşağıdaki özelliklerini ele alalım. Simülasyon için 9V güç kaynağı kullanacağız.

Bu yüzden ihtiyacımız olan direnç değerini bulmak için Ohm yasasını kullanacağız, bu yüzden formülü R = V / I olacak şekilde yeniden düzenledik, sadece direnç üzerindeki voltaj düşüşünü ve bize direnci vermek için akımı bulmamız gerekiyor. LED 1,8 V düşerse, devrenin geri kalanına (direncimiz) başka bir 7,2V düşecektir, yani V = 7,8. Devre boyunca akımı 20mA ile sınırlamak istediğimizi görünce, I = 0.02 (Amper). Şimdi bize 360'ı vermek için 7.2'yi 0.02'ye bölebiliriz. Bu nedenle 360 ​​Ohm'luk bir akım sınırlama direncine ihtiyacımız var.

Ve hepsi bu kadar, artık herhangi bir LED'i çalıştırmak için gereken direnç değerini hesaplayabilirsiniz. LED'in 2,2V ileri voltajına, 18mA ileri akımına ve güç kaynağının 12V beslemesine sahip olduğu V = IR kullanarak başka bir sorunu çözmeye çalışın ve yanıtlarınızı aşağıdaki yorumlara yazın!

Parlaklığı Kontrol Etme

Bir LED'in parlaklığını ayarlamak istiyorsanız, akımı LED'e düşürmek ve parlaklığı azaltmak için akım sınırlama direncini artırabilirsiniz, ancak hesaplanan direnç değerinin altına düşmediğinizden emin olun. Bu, parlaklığı kalıcı olarak düzeltmek için iyidir, ancak, akkor ampullerin (telli bir filaman kullanan geleneksel tarzdaki ışık küreleri) aksine, sadece LED'e giden voltajı değiştirerek parlaklığı ayarlayamazsınız. Garip bir yanıt alacaksınız ve bu hoş ve yumuşak bir değişiklik olmayacak. Bunun yerine, bir LED'in parlaklığını kontrol etmek için PWM kullanırsınız.

PWM, diğer eğitimlerimizde daha derinlemesine tartışılmaktadır, ancak konsept oldukça basittir. LED'i insan gözünün tek tek flaş olarak algılayabileceğinden daha hızlı açıp kaparsınız ve belirli bir frekansta açma / kapama süresinin oranı insan gözü tarafından parlaklığın artması / azalması olarak algılanır. 

Çoklu LED'ler Kullanma: Seri ve Paralel

Yani bir LED kullanmak sorun değil, peki ya birden fazla LED'i bir güç kaynağına bağlamak ve hepsinin yanmasını sağlamak istiyorsak? Sonunda bir dirençle birbiri ardına basitçe bağlayabileceğimizi düşünürdünüz, bu onları Seri olarak bağlamak olarak bilinir. Bununla birlikte, bunu yaptıysak, her LED'in bir voltaj düşüşü vardır, bu, ardışık her LED'in daha az voltaj olduğu anlamına gelir; bu, devreden aşağı inerken LED'lerin daha sönük ve sönük olacağı anlamına gelir. Yapmamız gereken, bunları gösterildiği gibi Paralel olarak bağlamaktır:

Bu şekilde, her LED kendi devresinin içindedir ve hiçbir LED diğerinden daha fazla güç almaz. Ancak uyarıda bulunun, yukarıda gösterildiği gibi tek bir LED için 360 Ohm dirence ihtiyacınız olduğunu söyleyin, tüm LED'ler için tek bir 360 Ohm direnç kullanamazsınız çünkü bu değer akımı yalnızca 20mA ile sınırlamak için tasarlanmıştır, ancak Paralel olarak bağlanmış birden fazla LED'iniz var, bunlar için çekilen akım toplanır, bu nedenle birleştirilmiş tüm LED'lerin akım çekişini yeniden hesaplamamız gerekir.

RGB ve Dijital LED'ler

Heyecan verici ve tek bir renkli LED kadar, LED'lerin büyük bir avantajı, küçük boyutları nedeniyle, görünür spektrumda renkler oluşturan bir RGB (Kırmızı Mavi Yeşil) LED oluşturmak için birden fazla LED'i tek bir pakette birleştirebilmenizdir. katkı ışığı sayesinde. Bu LED'leri kullanmak basittir, ortak bir uçları (Katot veya Anot) ve her renk kanalını bağımsız olarak kontrol etmek için kullanabileceğiniz her renk için ayrı bir ucu vardır. Bunlar harika, ancak bunların çoğunu ve onları kontrol etmek için gereken pin miktarını kullanmayı hayal edin. Son yıllarda, bir RGB LED ile birlikte küçük bir denetleyici çipini standart bir pakete yerleştiren ve tek bir mikro denetleyici pimi ile büyük şeritleri kontrol etmenize olanak tanıyan dijital olarak adreslenebilir LED'lerin geliştirildiğini gördük! 

ANA SAYFAYA DÖN
Bahadır ÖZGEN
Electronic Robotic Coding Research and Development 1975 - ∞
Learn Forever
If you want, let's learn together...
https://roboticcode2020.blogspot.com/
bahadirozgen1975@gmail.com
facebook    robotic.code
instagram    @roboticcode

Sayfalarımı ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederim.Bu sitede mevcut olan içerikler kendi oluşturduğum projeler yazı,resim ve videolardan oluşmaktadır.İçerik oluşturmak çok uzun sürdüğü için bazı projelerde yurtdışı kaynaklardan faydalandım.Buradaki amacım ticari değildir.Kaynağı belli olan ve bizim kaynağına ulaşabildiğimiz materyal (yazı, fotoğraf, resim, video v.b.) için ilgili konularda fotoğraflarda logo varsa v.b. not olarak gösterilecektir.Sitemizde yayınlanan tüm içerik, bizim tarafımızdan ve internet üzerinden youtube, facebook ve blog gibi paylaşıma sunulmuş kaynak sitelerden alındığı için, sitemiz yasal yükümlülüğe tabi tutulamaz. Sitemizde telif haklarının size ait olduğu bir içerik varsa ve bunu kaldırmamızı isterseniz, iletişim sayfamızdan bizimle iletişime geçtiğiniz takdirde içerik yayından kaldırılacaktır.Bu konu ve modüller ile uğraşarak, ileride çok güzel makine ve elektronik aletler yapabilirsiniz.