Agora a iluminação LED se tornou muito popular. O fato é que essa iluminação não é apenas poderosa o suficiente, mas também econômica. Os LEDs são diodos semicondutores em um invólucro de epóxi.
Inicialmente eles eram bem fracos e caros. Mas mais tarde, diodos brancos e azuis muito brilhantes foram lançados em produção. Naquela época, seu preço de mercado havia caído. Atualmente, existem LEDs de quase todas as cores, o que motivou a sua utilização em vários campos de atividade. Estes incluem iluminação de várias salas, telas e placas de luz de fundo, uso em sinais de trânsito e semáforos, no interior e faróis de carros, em telefones celulares, etc.
Descrição
LEDs consomem pouca eletricidade, com o resultado de que essa iluminação está substituindo gradualmente as fontes de luz pré-existentes. Em lojas especializadas, você pode adquirir diversos itens baseados em iluminação LED, que vão desde uma lâmpada convencional e fita de LED,terminando com painéis de LED. O que todos eles têm em comum é que sua conexão requer uma corrente de 12 ou 24 V.
Ao contrário de outras fontes de luz que usam um elemento de aquecimento, esta usa um cristal semicondutor que gera radiação óptica quando uma corrente é aplicada.
Para entender os esquemas de conexão de LEDs a uma rede de 220V, primeiro você precisa dizer que ela não pode ser alimentada diretamente dessa rede. Portanto, para trabalhar com LEDs, você deve seguir uma certa sequência de conectá-los a uma rede de alta tensão.
Propriedades elétricas do LED
A característica de tensão de corrente de um LED é uma linha íngreme. Ou seja, se a tensão aumentar pelo menos um pouco, a corrente aumentará acentuadamente, o que levará ao superaquecimento do LED com sua queima subsequente. Para evitar isso, você deve incluir um resistor limitador no circuito.
Mas é importante não esquecer da tensão reversa máxima permitida dos LEDs de 20 V. E se estiver conectado a uma rede com polaridade reversa, receberá uma tensão de amplitude de 315 volts, ou seja, 1,41 vezes mais do que o atual. O fato é que a corrente na rede de 220 volts é alternada, e inicialmente vai em uma direção e depois volta.
Para evitar que a corrente se mova na direção oposta, o circuito de comutação do LED deve ser o seguinte: um diodo é incluído no circuito. Não passará tensão reversa. Neste caso, a conexão deve ser paralela.
Outro esquema para conectar o LED à rede 220volt é instalar dois LEDs lado a lado.
Quanto à alimentação de rede com um resistor de têmpera, esta não é a melhor opção. Porque o resistor emitirá uma forte potência. Por exemplo, se você usar um resistor de 24 kΩ, a dissipação de energia será de aproximadamente 3 watts. Quando um diodo é conectado em série, a potência será reduzida pela metade. A tensão reversa no diodo deve ser de 400 V. Quando dois LEDs opostos acendem, você pode colocar dois resistores de dois watts. Sua resistência deve ser duas vezes menor. Isso é possível quando há dois cristais de cores diferentes em uma caixa. Normalmente um cristal é vermelho e o outro é verde.
Quando um resistor de 200 kΩ é usado, um diodo de proteção não é necessário, pois a corrente de retorno é pequena e não destruirá o cristal. Este esquema para conectar LEDs à rede tem um menos - o pequeno brilho da lâmpada. Pode ser usado, por exemplo, para iluminar um interruptor de sala.
Como a corrente na rede é alternada, evita-se o desperdício de energia elétrica no aquecimento do ar com um resistor limitador. O capacitor faz o trabalho. Afinal, ele passa corrente alternada e não aquece.
É importante lembrar que ambos os semiciclos da rede devem passar pelo capacitor para que ele passe corrente alternada. E como o LED conduz corrente apenas em uma direção, é necessário colocar um diodo regular (ou outro LED adicional) na direção oposta.paralelo ao LED. Então ele pulará o segundo semestre.
Quando o circuito para conectar o LED à rede de 220 volts for desligado, a tensão permanecerá no capacitor. Às vezes, até amplitude total em 315 V. Isso ameaça com um choque elétrico. Para evitar isso, além do capacitor, também é necessário fornecer um resistor de descarga de alto valor, que, se desconectado da rede, descarregará instantaneamente o capacitor. Uma pequena quantidade de corrente flui através deste resistor durante a operação normal sem aquecê-lo.
Para proteção contra corrente de carga pulsada e como fusível, colocamos um resistor de baixa resistência. O capacitor deve ser especial, projetado para um circuito de corrente alternada de pelo menos 250 V, ou 400 V.
O esquema de sequenciamento de LEDs envolve a instalação de uma lâmpada de vários LEDs conectados em série. Para este exemplo, um diodo contador é suficiente.
Como a queda de tensão no resistor será menor, a queda de tensão total nos LEDs deve ser subtraída da fonte de alimentação.
É necessário que o diodo instalado seja projetado para uma corrente semelhante à corrente que passa pelos LEDs, e a tensão reversa deve ser igual à soma das tensões nos LEDs. É melhor usar um número par de LEDs e conectá-los lado a lado.
Pode haver mais de dez LEDs em uma cadeia. Para calcular o capacitor, você precisa subtrair da tensão de amplitude da rede 315 V a soma da queda de tensão dos LEDs. Como resultado, encontramos o número de quedatensão através do capacitor.
Erros de conexão do LED
- O primeiro erro é quando você conecta um LED sem limitador, diretamente na fonte. Neste caso, o LED falhará muito rapidamente, devido à f alta de controle sobre a quantidade de corrente.
- O segundo erro é conectar os LEDs instalados em paralelo a um resistor comum. Devido ao fato de haver uma dispersão de parâmetros, o brilho dos LEDs será diferente. Além disso, se um dos LEDs falhar, a corrente do segundo LED aumentará, podendo queimar. Portanto, quando um único resistor é usado, os LEDs devem ser conectados em série. Isso permite que você deixe a corrente igual ao calcular o resistor e adicione as tensões dos LEDs.
- O terceiro erro é quando LEDs projetados para diferentes correntes são ligados em série. Isso faz com que um deles queime fracamente, ou vice-versa - se desgaste.
- O quarto erro é usar um resistor que não tenha resistência suficiente. Por causa disso, a corrente que flui através do LED será muito grande. Parte da energia, em uma tensão de corrente superestimada, é convertida em calor, resultando em superaquecimento do cristal e uma redução significativa em sua vida útil. A razão para isso são os defeitos da rede cristalina. Se a tensão da corrente aumentar ainda mais e a junção p-n aquecer, isso levará a uma diminuição no rendimento quântico interno. Como resultadoo brilho do LED cairá e o cristal será destruído.
- O quinto erro é acender o LED em 220V, cujo circuito é muito simples, na ausência de limitação de tensão reversa. A tensão reversa máxima permitida para a maioria dos LEDs é de aproximadamente 2V, e a tensão de meio ciclo reverso afeta a queda de tensão, que é igual à tensão de alimentação quando o LED está desligado.
- O sexto motivo é o uso de um resistor cuja potência é insuficiente. Isso provoca um forte aquecimento do resistor e o processo de derretimento do isolamento que toca seus fios. Então a tinta começa a queimar e sob a influência de altas temperaturas ocorre a destruição. Isso ocorre porque o resistor dissipa apenas a potência para a qual foi projetado.
Esquema para ligar um LED potente
Para conectar LEDs potentes, você precisa usar conversores AC/DC que tenham uma saída de corrente estabilizada. Isso eliminará a necessidade de um resistor ou um driver de LED IC. Ao mesmo tempo, podemos obter uma conexão LED simples, uso confortável do sistema e redução de custos.
Antes de ligar LEDs potentes, certifique-se de que eles estejam conectados a uma fonte de alimentação. Não conecte o sistema a uma fonte de alimentação energizada, caso contrário os LEDs irão falhar.
LEDs 5050. Características. Diagrama de fiação
Os LEDs de baixa potência também incluem LEDs de montagem em superfície (SMD). Na maioria das vezes são usados parabotões de luz de fundo em um telefone celular ou para fita de LED decorativa.
5050 LEDs (tamanho do tipo de corpo: 5 por 5 mm) são fontes de luz semicondutoras, cuja tensão direta é de 1,8-3,4 V, e a intensidade da corrente contínua para cada cristal é de até 25 mA. A peculiaridade dos LEDs SMD 5050 é que seu design consiste em três cristais, que permitem que o LED emita várias cores. Eles são chamados de LEDs RGB. Seu corpo é feito de plástico resistente ao calor. A lente difusa é transparente e preenchida com resina epóxi.
Para que os LEDs 5050 durem o máximo possível, eles devem ser conectados às classificações de resistência em série. Para máxima confiabilidade do circuito, é melhor conectar um resistor separado para cada cadeia.
Esquemas para acender LEDs piscantes
O LED piscante é um LED com um gerador de pulso integrado. Sua frequência de flash é de 1,5 a 3 Hz.
Apesar de o LED piscante ser bastante compacto, ele contém um chip gerador de semicondutores e elementos adicionais.
Quanto à tensão do LED piscando, ela é universal e pode variar. Por exemplo, para alta tensão é de 3 a 14 volts e para baixa tensão é de 1,8 a 5 volts.
Assim, as qualidades positivas de um LED intermitente incluem, além do pequeno tamanho e compacidade do dispositivo de sinalização de luz, também uma ampla faixa de tensão permitida. Além disso, pode emitir várias cores.
Em tipos separados de piscarOs LEDs são construídos em cerca de três LEDs multicoloridos, que têm diferentes intervalos de flash.
Os LEDs piscantes também são bastante econômicos. O fato é que o circuito eletrônico para ligar o LED é feito em estruturas MOS, graças às quais uma unidade funcional separada pode ser substituída por um diodo piscante. Devido ao seu pequeno tamanho, os LEDs piscantes são frequentemente usados em dispositivos compactos que requerem pequenos elementos de rádio.
No diagrama, os LEDs piscantes são indicados da mesma forma que os comuns, a única exceção é que as linhas das setas não são apenas retas, mas pontilhadas. Assim, eles simbolizam o piscar do LED.
Através do corpo transparente do LED piscante, você pode ver que ele é composto por duas partes. Lá, no terminal negativo da base do cátodo, há um cristal de diodo emissor de luz, e no terminal do ânodo, um chip oscilador.
Todos os componentes deste dispositivo são conectados usando três jumpers de fio dourado. Para distinguir um LED piscando de um normal, basta olhar para a caixa transparente na luz. Lá você pode ver dois substratos do mesmo tamanho.
Em um substrato há um cubo emissor de luz cristalino. É feito de liga de terras raras. Para aumentar o fluxo luminoso e o foco, bem como para formar o padrão de radiação, é utilizado um refletor parabólico de alumínio. Este refletor no LED piscante é menor em tamanho do que no normal. Isso porque no segundo semestrecaso contém um substrato com um circuito integrado.
Esses dois substratos são conectados entre si por meio de duas pontes de arame dourado. Quanto ao corpo do LED piscante, ele pode ser feito de plástico fosco difusor de luz ou plástico transparente.
Devido ao fato de que o emissor do LED piscante não está localizado no eixo de simetria do corpo, é necessário o uso de um guia de luz difusa monolítica colorida para o funcionamento da iluminação uniforme.
A presença de um invólucro transparente só pode ser encontrada em LEDs piscantes de grande diâmetro, que possuem um padrão de radiação estreito.
O gerador de LED intermitente consiste em um oscilador mestre de alta frequência. Seu trabalho é constante e a frequência é de cerca de 100 kHz.
Junto com o gerador de alta frequência, também funciona um divisor de elementos lógicos. Ele, por sua vez, divide a alta frequência até 1,5-3 Hz. A razão para usar um gerador de alta frequência com um divisor de frequência é que a operação de um gerador de baixa frequência requer um capacitor com a maior capacitância para o circuito de temporização.
Trazer a alta frequência até 1-3 Hz requer a presença de divisores nos elementos lógicos. E eles podem ser aplicados com bastante facilidade em um pequeno espaço de um cristal semicondutor. No substrato semicondutor, além do divisor e do oscilador mestre de alta frequência, há um diodo de proteção e uma chave eletrônica. Restritivoo resistor está embutido nos LEDs piscantes, que são classificados para uma tensão de 3 a 12 volts.
LEDs piscantes de baixa tensão
Quanto aos LEDs de baixa tensão, eles não possuem resistor limitador. Quando a fonte de alimentação é invertida, é necessário um diodo de proteção. É necessário para evitar a falha do microcircuito.
Para que os LEDs piscantes de alta tensão funcionem por um longo tempo e funcionem sem problemas, a tensão de alimentação não deve exceder 9 volts. Se a tensão aumentar, a dissipação de energia do LED piscante aumentará, o que levará ao aquecimento do cristal semicondutor. Posteriormente, devido ao aquecimento excessivo, começará a degradação do LED piscando.
Quando for necessário verificar a saúde de um LED piscando, para fazer isso com segurança, você pode usar uma bateria de 4,5 volts e um resistor de 51 ohms conectados em série com o LED. A potência do resistor deve ser de pelo menos 0,25W.
Instalação de LEDs
A instalação de LEDs é uma questão muito importante, pois está diretamente relacionada à sua viabilidade.
Como LEDs e microcircuitos não gostam de estática e superaquecimento, é necessário soldar as peças o mais rápido possível, não mais que cinco segundos. Neste caso, você precisa usar um ferro de solda de baixa potência. A temperatura da ponta não deve exceder 260 graus.
Ao soldar, você também pode usar pinças médicas. Pinça LEDé preso mais perto da caixa, devido à qual a remoção adicional de calor do cristal é criada durante a soldagem. Para que as pernas do LED não quebrem, elas não devem ser muito dobradas. Eles devem ficar paralelos um ao outro.
Para evitar sobrecarga ou curto-circuito, o dispositivo deve estar equipado com um fusível.
Esquema para acionamento suave dos LEDs
O esquema de LED liga e desliga suave é popular entre outros, e os proprietários de carros que desejam ajustar seus carros estão interessados nele. Este esquema é usado para iluminar o interior do carro. Mas esta não é a sua única aplicação. É usado em outras áreas também.
Um simples circuito de partida suave de LED consistiria em um transistor, um capacitor, dois resistores e um LED. É necessário escolher resistores limitadores de corrente que possam passar uma corrente de 20 mA através de cada sequência de LEDs.
O circuito para ligar e desligar suavemente os LEDs não estará completo sem um capacitor. É ele quem permite que ela colete. O transistor deve ser p-n-p-estrutura. E a corrente no coletor não deve ser inferior a 100 mA. Se o circuito de partida suave do LED estiver montado corretamente, usando o exemplo da iluminação interna de um carro, os LEDs acenderão suavemente em 1 segundo e, após o fechamento das portas, eles desligarão suavemente.
Acendimento alternado dos LEDs. Diagrama
Um dos efeitos de iluminação usando LEDs é acendê-los um a um. Chama-se fogo correndo. Tal esquema funciona a partir de uma fonte de alimentação autônoma. Para seu projeto, é utilizado um switch convencional, que fornece energia para cada um dos LEDs.
Considere um dispositivo composto por dois microcircuitos e dez transistores, que juntos formam o oscilador mestre, o próprio controle e indexação. Da saída do oscilador mestre, o pulso é transmitido para a unidade de controle, que também é um contador decimal. Em seguida, a tensão é aplicada à base do transistor e o abre. O ânodo do LED está conectado ao positivo da fonte de alimentação, o que leva a um brilho.
O segundo pulso forma uma unidade lógica na próxima saída do contador, e uma baixa tensão aparecerá na anterior e fechará o transistor, fazendo com que o LED se apague. Então tudo acontece na mesma sequência.
