Как да си направим мигащ светодиод с ръцете си
Характерно за човешкото възприятие е, че ние сме в състояние да забележим не големината на параметъра, а неговата промяна. Поради тази причина във всички системи за предупреждение и аварийни ситуации се използват прекъснати звуци и светлини. Това улеснява привличането на вниманието на оператора или на други хора. Подобно решение се използва и за други цели. Например в рекламата. Затова мигащият светодиод се използва широко в различни електронни схеми.
Какво трябва да направите
Можете да закупите готови LEDкойто при подаване на енергия мига. В такова устройство, освен обичайния p-n преход, има вградена електронна схема, направена на следния принцип:
Основата на устройството е главен осцилатор. Той генерира импулси с относително висока честота - няколко килохерца или десетки килохерца. Работната честота се определя от параметрите на RC веригата. Капацитетът и съпротивлението са конструктивни - те са елементи на светодиодното устройство. По този начин не е възможно да се получи голям капацитет без значително увеличаване на размера на устройството. Поради това RC продуктът е малък и работата при високи честоти е принудителна мярка. При честота от няколко килохерца човешкото око не различава мигането на светодиода и го възприема като постоянно светене, затова се въвежда допълнителен елемент - делител на честотата. Чрез последователното му разделяне честотата се намалява до няколко херца (в зависимост от захранващото напрежение). Това решение е по-изгодно от гледна точка на теглото и размерите, отколкото използването на кондензатор с голям капацитет. Най-малкото захранващо напрежение на един напълно мигащ светодиод е около 3,5 волта.
Как да си направим мигащ светодиод
Мигащите светодиоди са лесни за изработване. В много случаи са необходими само няколко допълнителни компонента. По-долу са показани прости варианти на схеми.
Мигащата светлина на един транзистор
Такава мигаща светлина може лесно да се направи само с един транзистор.
Схемата е базирана на транзистор с едно съединение. Може да се монтира местен елемент KT117 и да се избере чуждестранен аналог. Честотата на трептене е обратно пропорционална на произведението на R1C1. Вижте таблицата за оценките и предназначението на елементите.
| R1 | C1 | R2 | R3 |
| Няколко килоома до десетки килооми. Заедно с C1 задава честотата на осцилатора. | За да се получи честота от 1...3 Hz, трябва да се избере стойност от 10...100 μF, а честотата трябва да се коригира чрез избор на R1. | Ограничава тока през транзистора и светодиода. Избира се в зависимост от захранващото напрежение, като при 10 V за задаване на ток от 10 mA номиналната стойност трябва да бъде 1 kOhm. | Няколко десетки ома |
Захранващото напрежение може да варира между 4,5 и 12 волта. Недостатъкът на тази схема е използването на прекалено голям оксиден кондензатор - много по-голям от самия светодиод. Въпреки това той има малко елементи и работи веднага след безупречно сглобяване. Ако не може да се закупи транзистор с единично съединение, може да се изработи двойно биполярен транзистор.
Могат да се използват всеки два транзистора с p-n-p и n-p-n структура. Например местни двойки KT315 и KT316, KT3102 и KT3107 или друго устройство, произведено в Русия или в чужбина.
Мигащ светодиод от батерия
Тази схема е проста, не е трудна за изработване, не се нуждае от настройка (освен може би избора на параметрите на веригата за времезадържане). Той обаче има една особеност, която може да бъде критична в някои ситуации - изисква 4,5 V или повече. Това напрежение изисква минимум три батерии АА или CR2032. И дори леко намаляване на захранването поради разряд може да доведе до повреда на веригата.
Почти всички обичайни светлоизлъчващи елементи изискват напрежение от 1,6 V (а често и 3 V), за да светят, така че не може да се създаде проста мигаща светодиодна верига, която да се захранва от батерия с напрежение 1,5 V. Но е възможно да се направи сравнително сложен такъв - с удвояване на напрежението.
В транзисторите VT1, VT2 е монтиран генератор, който задава честотата и продължителността на миговете (те се определят съответно от веригите R1C1 и C1R2). По време на паузата кондензаторът С2 се зарежда почти до нивото на захранването. По време на мигането превключвателят VT3 се отваря, VT2 се затваря и кондензаторът се свързва последователно със захранването. Това удвоява напрежението на светодиода.
Диодът VD1 трябва да е германиев диод. При силициев диод в отворено състояние падът на напрежение е около 0,6 V - в този случай той е много висок.
Може да е полезно да прочетете: Мигащ светодиод без електрическа верига
Изработване на LED ленти
Популярно осветително устройство, което получи широко разпространение, е светодиодната лента. Състои се от гъвкав носител, върху който са отпечатани паралелни вериги от свързани последователно Лентата се доставя в намотка, която може да се реже в определени точки. Лентата се доставя като намотка, която може да се реже на определени места.
Диаграмата показва, че осветително устройство от един светодиод се характеризира с повишено захранващо напрежение поради последователното включване на няколко елемента и повишена консумация на ток, причинена от паралелното свързване на много вериги. Поради това захранването трябва да бъде достатъчно мощно и съответно с големи размери. Затова няма смисъл да се пести от размера на елементите на веригата за изграждане на светодиодна лента. Парадоксът е, че за такава лента можете да създадете свръхпрост генератор на сигнали.
Имате нужда от:
- Мигащ светодиод;
- резистор за ограничаване на тока резистор;
- Мощен FET (може да се използва IRLU24N или подобен с подобни параметри);
- самата лента;
- захранване.
Светодиодът ще се включва периодично, като подава и отнема напрежение към транзисторния гейт. Ключът ще се включва и изключва така, че LED лентата ще се включва и изключва. Светкавицата може да се увеличи, ако е необходимо вторият осветител да се включва и изключва в противофаза с първия.
Ако едната лента е включена, втората лента се изключва и обратно.
За всяка лента може да се използва отделно захранване, но общият проводник (минус линия) трябва да бъде свързан.
Предимство на тази схема е нейната простота и ниска цена. Но има и един недостатък - честотата и продължителността на мигане се определят от параметрите на светодиода и можете да ги променяте само с помощта на захранващото напрежение по едно и също време. За да можете да настройвате отделно периода на миганията и тяхната продължителност, ви е необходима по-сложна схема. Тази схема изисква чип KR1006VI1 или неговия чуждестранен аналог NE555. Предимствата на този чип са:
- малък размер;
- ниска консумация на енергия;
- Възможност за отделно регулиране на продължителността на изходните импулси и на паузата между тях.
Параметрите на трептенията се задават от елементите R1, R2, C:
- Продължителност на включване t1=0,693(R1+R2)*C;
- продължителност на паузата t2= 0,693*R2*C;
- честота на генериране f=1/0,693*(R1+2*R2)*C.
Ако желаете, можете да поставите променливи резистори вместо R1 и R2. В този случай режимът на мигане може да се регулира бързо.
Захранването на чипа не трябва да надвишава 15 V. Ако използвате 24 волта лента за чипа трябва да осигури отделен източник или да направи регулатор 24/15 волта (подходящ най-прост параметричен на stabler или на интегриран регулатор 7815).
Не е трудно да се направи светодиодна или лентова мигаща светлина. Необходими са ви само основни познания по електротехника, прости умения и няколко радиоелемента.