Светодиод включается просто

Но для этого надо понимать, что такое светодиод и соблюдать полярность его подключения к источнику напряжения и не превышать его номинальный ток, который предусмотрен предприятием- изготовителем. Это застрахует светодиод от его внезапного или преждевременного выхода из строя.

Что такое светодиод

Светодиод (LED)- это промышленное изделие из полупроводникового материала, которое излучает свет при прохождении через него электрического тока. Если ответить на этот вопрос еще полнее, то ток обусловлен движением электронов, когда к полупроводнику приложено внешнее напряжение, и электроны объединятся с так называемыми «дырками» в материале. Не трудно догадаться, что ток не может быть чрезмерным, что он разрушит полупроводниковый слой или наоборот, ток будет столь малым, что свечение просто не наступит.

Кстати, освещение (свет) на органических светодиодах обозначается, как OLED (ну, вот и встретили знакомые экраны телевизоров выполненные по технологии OLED). Как известно, свет- это с точки зрения физики есть излучение фотонов. Фотоны бывают разные, как по энергии, так и по частоте. Отсюда мы выходим на понимание цвета светодиодов, с изменением частоты меняется и цвет свечения светодиодов, так например, получают красивый красный светодиод.

Светодиоды состоят из сложных полупроводниковых материалов, которые состоят из элементов группы III и группы V периодической таблицы (они известны как материалы III-V). Примерами материалов III-V, обычно используемых для изготовления светодиодов, являются арсенид галлия (GaAs) и фосфид галлия (GaP).

Как выполнить включение светодиода правильно

Для правильного включения светодиода следует знать не только, что такое светодиод (LED), но и понимать, что каждый из них рассчитан на номинальный ток, при котором он выполняет свои функции. Поэтому из характеристик светодиода главным при его подключении к источнику тока является знание необходимого номинального тока, который вам должен обязательно назвать продавец, или хотя бы номинальное для него напряжение питания. А далее применяется знакомый по школьному учебнику физики закон Ома, что ток равен напряжению деленному на сопротивление участка цепи.

Чтобы сильно не «умничать», разберем простой пример, когда мы купили красный светодиод с номинальным током 20 мА, а источника питания у нас никакого нет, кроме как шнура USB от компьютера с его 5 вольтами напряжения. Тогда разделим напряжение на ток, и получим сопротивление добавочного резистора величиной 5/0,020=250 Ом. Этот добавочный резистор, который должен быть включен последовательно в цепи между источником питания и светодиодом в любом месте (после источника или после светодиода, как на рисунке с другого сайта). Произведение напряжения питания на рабочий ток даст мощность светодиода. Если ток 20 мА, а напряжение питания 3,0 В, то мощность будет 60 мВт или 0,06 Вт.

А как быть, если продавец не знает ток светодиода, а знает лишь, что он работает, например, от 2,8 вольт?

Ну что же, включим последовательно резистор по- больше и будем подбирать его величину до тех пор, пока свечение на наш взгляд будет оптимальным. Если поставим резистор со слишком малым значением сопротивления, то светодиод ярко на несколько мгновений вспыхнет, и может навсегда погаснуть- выйдет из строя.

Как включить несколько светодиодов одновременно? Здесь могут быть различные варианты. Можно включить их параллельно (все более короткие хвостики или «минус» в один узел, длинные хвостики выводов – «плюсы» в другой узел), к любому одному из этих узлов и подключить один вывод резистора. По правде говоря, такое параллельное включение светодиодов не совсем корректно, из -за разброса их параметров они могут начать выходить из строя. Правильнее будет короткие или однотипные выводы соединить вместе, а в каждый другой вывод светодиода в разрыв включить одинаковые расчетные резисторы, и вторые выводы резистора включить вместе и подключить их ко второму выводу источника напряжения. Лучше всего это показано на втором рисунке- в первом случае — простое включение светодиода, во втором -последовательное включение, в третьем параллельное включение светодиодов- не правильное и правильное подключения для напряжения 12 В .

Питание светодиодов должно быть от источника постоянного тока, где обозначены выводы с плюсом и минусом. Для такой роли для подключения около десятка светодиодов, соединенных параллельно, подходит и не нужное зарядное устройство от мобильного телефона, напряжение на выходе которого обычно почти совпадает с напряжением от компьютера. Если, например, это старое зарядное от Nokia, то в штекере питания вывод с пустой полостью- это плюс, наружная круглая часть штекера- минус.

А как быть, если источник питания на 9 В, 12 В, и даже более? Нет проблем. Подключите к источнику последовательно несколько светодиодов, зная их рабочие напряжения. Если рабочие напряжения диодов по 3,0 В, то к источнику питания, где напряжение 12 В, можно подключить 12/3=4 светодиода, не забыв включить последовательно в цепь в любом месте резистор с номинальной величиной, как и было рассчитано в первом примере. Следует также знать, что сейчас широко распространены светодиоды, где напряжение питания 12 вольт в прежде всего для автомобилей.

Как включить несколько светодиодов с разными номинальными токами? Очень просто- включить их параллельно, но для каждого прибора рассчитать свой индивидуальный резистор, как это сделано опять –таки в первом примере.

Будет ли работать светодиод от источника переменного тока? Будет, и ни куда он денется. Но яркость его свечения даже при правильном расчете величины резистора будет понижена. Светодиод – это же все же диод. Он пропускает ток одной полярности, и не пропускает обратной. Если, например, светодиод с рабочим током 20 мА включить в сеть 220 В, то потребуется резистор по меньшей мере 11 кОм.

Но если бы это было так просто. Дело в том, что светодиоды критичны к напряжению обратной полярности, от которого они выходят из строя. Поэтому при подключении светодиода к источнику переменного тока, надо перестраховаться, увеличив номинал резистора от рассчитанного значения в разы. Диод светиться будет и в этом случае. Ведь светодиоды, с рабочим током и в 10 мА, и в 20 мА, и в 700 мА (яркие и сверхяркие) начинают светиться при токах в 1 мА, и даже ниже.

Не все светодиоды имеют гибкие выводы. В ярких и сверхярких светодиодах полярность питания нанесена на корпусах. Насколько ли опасно для жизни светодиода перепутать полярность подключения питания? При правильно подобранном резисторе, или даже без него, если источник питания не более 3,0 В, это не опасно. При правильном подключении, диод начинает светиться, как ни в чем не бывало.

Так мы с вами узнали, что такое светодиод (LED), и как произвести включение, или как подключить (LED) светодиоды. Вооруженные этими знаниями, мы можем, например, смастерить простой ночник из зарядного устройства (ненужного) мобильного телефона.

(Материал подготовлен инженером в области электроники)

Также читайте:
Как снизить потребление электроэнергии
Напряжение, ток и типы светодиодов, от чего зависит их цвет..