O uso generalizado de LEDs começa em meados dos anos 60 do século passado. Desde então, este dispositivo passou por muitas mudanças. E hoje, quando os LEDs caíram significativamente no preço, sua popularidade entre os consumidores cresceu significativamente. A iluminação realizada com o uso de LEDs está dez passos à frente das lâmpadas incandescentes e dos dispositivos de iluminação fluorescente - elas são muitas vezes mais econômicas, confiáveis e duráveis.
O que é um LED e como funciona
Um LED é um dispositivo que utiliza as propriedades de uma junção p-n e emite fótons, converte a corrente elétrica em radiação luminosa, que ocorre quando ocorre a combinação inversa de elétrons e lacunas na região da junção p-n. Ou seja, uma condição necessária para conectar os LEDs para produzir um brilho é uma junção p-n, que é o contato de dois semicondutores com diferentes tipos de condutividade. Para estes finscristais semicondutores são tratados com impurezas aceitadoras, por um lado, e impurezas doadoras, por outro. Neste caso, para a emissão de luz, é necessária a proximidade dos quanta de energia da faixa do visível com o band gap da região ativa do LED. Além disso, o cristal deve conter um número insignificantemente pequeno de defeitos, devido aos quais a combinação reversa de elétrons e lacunas na região da junção p-n ocorre sem radiação.
Como conectar?
A conexão dos LEDs está sujeita à estrita observância da polaridade. Para isso, as saídas dos LEDs têm os nomes apropriados: ânodo e cátodo. Assim - mais e menos.
O LED é capaz de emitir brilho somente quando ligado diretamente. Quando você o liga novamente, ele falha permanentemente.
Como o LED só pode emitir luz em determinados valores de tensão e corrente, uma resistência limite deve ser introduzida no diagrama de fiação.
Como conectar um LED a 220V?
Como é possível fazer isso? Conectar um LED a uma fonte de corrente de 220 V não é tão fácil quanto parece. A essência do problema está nas características técnicas do dispositivo, cuja operação é baseada no princípio de passagem de corrente pelos cristais, pelo que eles começam a produzir um brilho. Para cumprir esse princípio, é necessário outro dispositivo - um driver, cuja função é controlar o fornecimento de corrente ao cristal. Ao mesmo tempo, o driver limita a quantidade necessária para modelos específicos de LEDs usados.
Caso contrárioa conexão dos LEDs é feita diretamente a uma tensão de 220 V e é utilizada quando o LED deve parecer um indicador de baixa potência e quando apenas um ou alguns elementos estão envolvidos na conexão. Na maioria dos casos, o LED é utilizado como fonte de luz e é conectado através de um driver que já possui todos os parâmetros necessários para o funcionamento normal do dispositivo.
O LED não acenderá se a tensão aplicada a ele for menor que o valor necessário. Por outro lado, se tal tensão exceder o valor desejado, o dispositivo falhará. Para evitar tais casos, um resistor limitador de corrente é usado para conectar o LED.
Um diagrama de conexão de driver aproximado para iluminação LED decorativa é mostrado abaixo.
A principal característica do driver é a conversão da corrente alternada que flui em uma tomada doméstica convencional e, como resultado, uma corrente constante é fornecida ao LED.
Conexão serial dos LEDs
A conexão de tais dispositivos possui características próprias. Conectar vários LEDs ao mesmo tempo é melhor feito em série. Essa conexão reduzirá o consumo de energia e permitirá que você conecte um grande número ao mesmo tempo. Mas, ao mesmo tempo, todos os LEDs conectados em série devem ser do mesmo tipo e a fonte de alimentação deve ter energia suficiente e ser capaz de fornecer a tensão necessária.
Conectar os LEDs de acordo com este princípio é bastante simples. Os diodos são ligados em série. Um exemplo notável de tal conexão é uma guirlanda de árvore de Natal comum.
Conexão LED do Arduino
Como resolver o problema para que o LED acenda e apague com intervalo de 1 segundo? O chamado sketch pode nos ajudar com isso - um programa criado no ambiente Arduino. O Arduino é um designer eletrônico e uma plataforma conveniente que se tornou a mais utilizada entre os entusiastas da eletrônica, pois este sistema é bastante simples e fácil de usar. Dispositivos baseados em Arduino podem controlar vários atuadores. Em particular, o LED.
A figura abaixo mostra o diagrama de conexão do LED ao controlador Arduino, no qual o dispositivo está conectado à oitava saída. Este fato deve ser levado em consideração ao programar, definindo os parâmetros necessários.
Conexão paralela
A conexão paralela de LEDs é muito utilizada pela população no dia a dia - em qualquer display de LED ou matriz de LED.
LEDs apresentam discrepâncias tecnológicas no valor da redução de tensão direta. Assim, diferentes correntes passarão por eles. Neste caso, a intensidade da luz também irá variar, o que o olho humano percebe como brilho diferente. Por esta razão, as correntes devem ser equalizadas com resistores de lastro.
A figura mostra o diagrama de conexão paralelaLEDs de uma maneira. Ao mesmo tempo, a opção "a" é errônea, não é recomendável aplicá-la na prática. A opção correta "b" é com resistores de lastro.
Autoconexão
A conexão de LED faça você mesmo deve ser realizada de acordo com todas as regras. Para conexão, é necessário usar fios pequenos devido ao fato de que a resistência de tal fio será quase igual à resistência dos LEDs. Neste caso, a experiência mostra que a tensão cai dependendo do comprimento do fio. Por esta razão, as fontes de alimentação estão localizadas perto dos dispositivos LED. Ou usam fontes de alimentação para LEDs com tensão de saída de 24 V, 36 V ou 48 V. Por sua vez, os fabricantes de fitas de LED as produzem para diferentes tensões:
Conexão em 1,5 V. Com esta conexão, os LEDs, cuja tensão de operação na maioria dos casos ultrapassa 1,5 V, necessitam de uma fonte de alimentação de no mínimo 3,2 V. Neste caso, é utilizado um gerador de bloqueio para conexão em resistor, transistor e transformador
- Conecte a 5 V. Esta conexão do LED envolve conectar um resistor com uma resistência na faixa de 100-200 ohms.
- Conecte a 9 V. Esta fonte de alimentação é extremamente raramente usada para conectar LEDs. Na maioria das vezes, três diodos são conectados em série com uma corrente de operação de 20 mA.
- Conexãoa 12 V. Inclui determinar o tipo de unidade, encontrar a corrente nominal, tensão e consumo de energia. No caso de tal conexão, é necessário usar um resistor, que é colocado em qualquer parte do circuito elétrico.
- Conexão a 220 V. Com esta conexão, é necessário limitar o nível de corrente que passará pelo LED, bem como diminuir o nível da tensão reversa do LED, pois somente assim será possível evitar uma ruptura. O nível de corrente é limitado por resistores, capacitores ou indutores.
Vamos nos concentrar na conexão a uma rede de 220 V.
O princípio da conexão com taxas altas
Como conectar um LED a uma rede de 220 V? Como já mencionado, para a montagem ideal do dispositivo é necessário um driver, pois para fazer tal conexão e para que os dispositivos funcionem de forma estável, é necessário reduzir a amplitude da tensão e reduzir a força da corrente, bem como como converter a tensão AC para DC. Um divisor que tenha um resistor ou carga capacitiva, além de vários estabilizadores, pode ajudar a resolver esse problema.
Interruptor da lâmpada
Como o interruptor do LED é conectado? Para nós, o interruptor elétrico nos apartamentos não é uma curiosidade há muito tempo. No entanto, o progresso não fica parado, e os fabricantes de equipamentos de iluminação já melhoraram os interruptores a que estamos acostumados, fornecendo-lhes retroiluminação LED. Taldispositivos fornecem sua iluminação quando desligados. Durante o dia, essa melhora, é claro, é imperceptível. Mas à noite, essa ninharia aparentemente é extraordinariamente relevante. Conectar um switch com um LED não é uma tarefa difícil, pois é realizado de acordo com um esquema muito simples. No entanto, as precauções de segurança exigem que certas nuances sejam observadas.
Como você pode ver no diagrama apresentado, o dispositivo consiste em apenas dois elementos - um resistor que limita a corrente e, de fato, uma fonte de luz. A complexidade e o paradoxo peculiar residem no fato de que o LED é colocado em uma chave de 220 V AC. Ao mesmo tempo, o próprio LED é projetado para uma tensão constante de 2 a 12 V. No entanto, quando a intensidade da corrente é muito maior do que essa seção do circuito de conexão é capaz de passar, o excesso de energia é convertido em calor. E se não houvesse resistor na frente do LED, a corrente que passa por ele simplesmente evaporaria o cristal do diodo. É tudo sobre o resistor, que corta a maior parte da corrente.
Algoritmo de trabalho
A conexão do LED no switch é feita em várias etapas:
- Desligando completamente a fonte de alimentação.
- Desmontamos o switch, conectamos os elementos aos seus terminais de acordo com o diagrama acima.
- No painel de interruptores com uma broca fina, faça um furo para a saída do LED.
- Montagem do switch.
- Restaurando a fonte de alimentação.
- Usando o dispositivo.
