Двухцветные светодиоды. Как правильно подключать управлять. Двухцветный светодиодПрименение светодиодов в электронных схемахЧитать все новости ➔ Со светодиодами сейчас знакомы все. Без них просто немыслима современная техника. Это светодиодные фонари и лампы, индикация режимов работы различной бытовой техники, подсветка экранов компьютерных мониторов, телевизоров и много еще всяких вещей, о которых так сразу и не вспомнить. Все перечисленные устройства содержат светодиоды видимого диапазона излучения различных цветов: красного, зеленого, синего (RGB), желтого, белого. Современные технологии позволяют получить практически любой цвет. Кроме светодиодов видимого диапазона излучения существуют светодиоды инфракрасного и ультрафиолетового свечения. Основная область применения таких светодиодов это устройства автоматики и управления. Достаточно вспомнить ПДУ различной бытовой техники. Если первые модели ПДУ применялись исключительно для управления телевизорами, то теперь с их помощью управляются настенные обогреватели, кондиционеры, вентиляторы и даже кухонная техника, например, кастрюли-мультиварки и хлебопечки. Так что же такое светодиод? По сути, светодиод мало чем отличается от обычного выпрямительного диода, - все тот же p-n переход, и все то же основное свойство односторонняя проводимость. По мере изучения p-n перехода выяснилось, что кроме односторонней проводимости он, этот самый переход, обладает еще несколькими дополнительными свойствами. В процессе эволюции полупроводниковой техники эти свойства изучались, развивались и совершенствовались. Большой вклад в разработку полупроводников внес советский радиофизик Олег Владимирович Лосев (1903 - 1942). В 1919 году он поступил в знаменитую и известную до сих пор Нижегородскую радиолабораторию, а с 1929 году работал в Ленинградском физико-техническом институте. Одним из направлений деятельности ученого было исследование слабого, чуть заметного, свечения кристаллов полупроводников. Именно на этом эффекте и работают все современные светодиоды. Это слабое свечение возникает при пропускании через p-n переход тока в прямом направлении. Но в настоящее время это явление изучено и усовершенствовано настолько, что яркость некоторых светодиодов такая, что можно просто ослепнуть.
Другим способом получения нужного цвета является введение люминофора. Люминофор – это вещество, дающее видимый свет при воздействии на него другим излучением, даже инфракрасным. Классический тому пример – лампы дневного света. В случае со светодиодами – белый цвет получается, если добавить люминофор в кристалл голубого свечения. Для увеличения интенсивности излучения почти все светодиоды имеют фокусирующую линзу. Часто в качестве линзы используется торец прозрачного корпуса, имеющий сферическую форму. У светодиодов инфракрасного диапазона излучения иногда линза бывает на вид непрозрачная, дымчато-серого цвета. Хотя в последнее время инфракрасные светодиоды выпускаются просто в прозрачном корпусе, именно такие применяются в различных ПДУ. Двухцветные светодиоды Тоже известны практически всем. Например, зарядник для мобильного телефона: пока идет зарядка индикатор светится красным цветом, а по окончании зарядки зеленым. Такая индикация возможна благодаря существованию двухцветных светодиодов, которые могут быть разных типов. Первый тип это трехвыводные светодиоды. В одном корпусе содержатся два светодиода, например, зеленый и красный, как показано на рисунке 1.  Рисунок 1. Схема подключения двухцветного светодиода На рисунке показан фрагмент схемы с двухцветным светодиодом. В данном случае показан трехвыводный светодиод с общим катодом (бывают и с общим анодом) и его подключение к микроконтроллеру. В этом случае можно включить либо один, либо другой светодиод, либо сразу оба. Например, это будет красный или зеленый цвет, а при включении сразу двух светодиодов получится желтый. Если при этом с помощью ШИМ модуляции регулировать яркость каждого светодиода, то можно получить несколько промежуточных оттенков. В этой схеме следует обратить внимание на то, что ограничительные резисторы включены отдельно для каждого светодиода, хотя, казалось бы, можно обойтись и одним, включив его в общий вывод. Но при таком включении яркость светодиодов будет изменяться при включении одного или двух светодиодов. Какое напряжение нужно для светодиода Такой вопрос можно услышать достаточно часто, задают его те, кто не знаком со спецификой работы светодиода или просто люди весьма далекие от электричества. При этом приходится объяснять, что светодиод является прибором управляемым током, а не напряжением. Можно включить светодиод хоть на 220В, но при этом ток через него не должен превышать предельно допустимый. Это достигается включением последовательно со светодиодом балластного резистора. Но все-таки, вспомнив о напряжении, следует заметить, что оно тоже играет большую роль, ведь светодиоды имеют большое прямое напряжение. Если для обычного кремниевого диода это напряжение порядка 0,6…0,7В, то для светодиода этот порог начинается от двух вольт и выше. Поэтому от одного гальванического элемента с напряжением 1,5В светодиод не зажечь. Но при таком включении, имеется в виду 220В, не следует забывать о том, что обратное напряжение светодиода достаточно мало, не более нескольких десятков вольт. Поэтому, чтобы защитить светодиод от высокого обратного напряжения, принимаются специальные меры. Самый простой способ это встречно – параллельное подключение защитного диода, который может быть тоже не особо высоковольтным, например КД521. Под воздействием переменного напряжения диоды открываются поочередно, тем самым защищая друг друга от высокого обратного напряжения. Схема включения защитного диода показана на рисунке 2.  Рисунок 2. Схема подключения параллельно светодиоду защитного диода Двухцветные светодиоды выпускаются также в корпусе с двумя выводами. Изменение цвета свечения в этом случае происходит при изменении направления тока. Классический пример - индикация направления вращения двигателя постоянного тока. При этом не следует забывать, что последовательно со светодиодом обязательно включается ограничительный резистор. В последнее время ограничительный резистор просто встраивается в светодиод, и тогда, например, на ценниках в магазине просто пишут, что этот светодиод на напряжение 12В. Также по напряжению маркируются мигающие светодиоды: 3В, 6В, 12В. Внутри таких светодиодов имеется микроконтроллер (его даже можно рассмотреть сквозь прозрачный корпус), поэтому всякие попытки изменить частоту миганий результатов не дают. При такой маркировке можно включать светодиод напрямую к блоку питания на указанное напряжение. Разработки японских радиолюбителей Радиолюбительством, оказывается, занимаются не только в странах бывшего СССР, но и в такой «электронной стране», как Япония. Конечно, даже японскому рядовому радиолюбителю не под силу создание очень сложных устройств, а вот отдельные схемотехнические решения заслуживают внимания. Мало ли в какой схеме эти решения могут пригодиться. Приведем обзор относительно несложных устройств, в которых используются светодиоды. В большинстве случаев управление осуществляется от микроконтроллеров, и от этого никуда не денешься. Даже для несложной схемы проще написать коротенькую программу и запаять контроллер в корпусе DIP-8, чем паять несколько микросхем, конденсаторов и транзисторов. Привлекательно в этом еще и то, что некоторые микроконтроллеры могут работать совсем без навесных деталей. Схема управления двухцветным светодиодом Интересную схему для управления мощным двухцветным светодиодом предлагают японские радиолюбители. Точнее, здесь используются два мощных светодиода с током до 1А. Но, надо полагать, что существуют и мощные двухцветные светодиоды. Схема показана на рисунке 3.  Рисунок 3. Схема управления мощным двухцветным светодиодом Микросхема TA7291P предназначена для управления двигателями постоянного тока небольшой мощности. Она обеспечивает несколько режимов, а именно: вращение вперед, назад, стоп и торможение. Выходной каскад микросхемы собран по мостовой схеме, что и позволяет выполнять все перечисленные выше операции. Но стоило приложить некоторую фантазию и вот, пожалуйста, у микросхемы появилась новая профессия. Логика работы микросхемы достаточно проста. Как видно на рисунке 3 микросхема имеет 2 входа (IN1, IN2) и два выхода (OUT1, OUT2), к которым подключены два мощных светодиода. Когда логические уровни на входах 1 и 2 одинаковы (безразлично 00 или 11), то потенциалы выходов равны, оба светодиода погашены. При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2. В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов. Как это сделать будет рассказано ниже. На рисунке 4 показано внутреннее устройство микросхемы TA7291P, ее структурная схема. Схема взята непосредственно из даташита, поэтому в качестве нагрузки на ней изображен электромотор.  Рисунок 4. Внутреннее устройство микросхемы TA7291P По структурной схеме легко проследить пути тока через нагрузку и способы управления выходными транзисторами. Транзисторы включаются попарно, по диагонали: (верхний левый + нижний правый) или (верхний правый + нижний левый), что позволяет изменять направление и частоту вращения двигателя. В нашем случае зажигать один из светодиодов и управлять его яркостью. Нижние транзисторы управляются сигналами IN1, IN2 и предназначены просто для включения-выключения диагоналей моста. Верхние транзисторы управляются сигналом Vref, именно они регулируют выходной ток. Схема управления, показанная просто квадратом, содержит также схему защиты от короткого замыкания и других непредвиденных обстоятельств. Как рассчитать ограничительный резистор В этих расчетах как всегда поможет закон Ома. Исходные данные для расчета пусть будут следующие: напряжение питания (U) 12В, ток через светодиод (I_HL) 10мА, светодиод подключен к источнику напряжения без всяких транзисторов и микросхем в качестве индикатора включения. Падение напряжения на светодиоде (U_HL) 2В. Тогда совершенно очевидно, что на ограничительный резистор придется напряжение (U-U_HL), - два вольта «съел» сам светодиод. Тогда сопротивление ограничивающего резистора составит R_o = (U-U_HL) / I_HL = (12 - 2) / 0,010 = 1000(Ω) или 1КОм. Не забываем про систему СИ: напряжение в вольтах, ток в амперах, результат в Омах. Если светодиод включается транзистором, то в первой скобке из напряжения питания следует вычесть напряжение участка коллектор – эмиттер открытого транзистора. Но этого, как правило, никто никогда не делает, точность до сотых долей процента здесь не нужна, да и не получится ввиду разброса параметров деталей. Все расчеты в электронных схемах дают результаты приблизительные, остальное приходится достигать отладкой и настройкой. Трехцветные светодиоды Кроме двухцветных в последнее время широкое распространение получили трехцветные (RGB) светодиоды. Основное их назначение это декоративное освещение на сценах, на вечеринках, на Новогодних торжествах или на дискотеках. Такие светодиоды имеют корпус с четырьмя выводами, один из которых является общим анодом или катодом, в зависимости от конкретной модели. Но от одного или двух светодиодов, даже трехцветных, толку мало, поэтому приходится объединять их в гирлянды, а для управления гирляндами использовать всевозможные устройства управления, которые чаще всего называют контроллерами. Сборка гирлянд из отдельных светодиодов дело скучное и малоинтересное. Поэтому в последние годы промышленность стала выпускать светодиодные ленты разных цветов, а также ленты на базе трехцветных (RGB) светодиодов. Если одноцветные ленты выпускаются на напряжение 12В, то рабочее напряжение трехцветных лент чаще бывает 24В. Светодиодные ленты маркируются по напряжению, поскольку уже содержат ограничительные резисторы, поэтому их можно подключать напрямую к источнику напряжения. Источники для питания светодиодных лент продаются там же, где и ленты. Для управления трехцветными светодиодами и лентами, для создания различных световых эффектов используются специальные контроллеры. С их помощью возможно простое переключение светодиодов, регулирование яркости, создание различных динамических эффектов, а также рисование узоров и даже картин. Создание подобных контроллеров привлекает многих радиолюбителей, естественно тех, кто умеет писать программы для микроконтроллеров. С помощью трехцветного светодиода можно получить практически любой цвет, ведь цвет на экране телевизора получается также смешением всего трех цветов. Здесь уместно вспомнить еще одну разработку японских радиолюбителей. Ее принципиальная схема показана на рисунке 5.  Рисунок 5. Схема подключения трехцветного светодиода Мощный 1Вт трехцветный светодиод содержит три излучателя. При номиналах резисторов, указанных на схеме, цвет свечения белый. Подбором номиналов резисторов возможно некоторое изменение оттенка: от белого холодного до белого теплого. В авторской конструкции светильник предназначен для освещения салона автомобиля. Уж им ли (японцам) быть в печали! Чтобы не заботиться о соблюдении полярности на входе устройства предусмотрен диодный мост. Монтаж устройства выполнен на макетной плате и показан на рисунке 6.  Рисунок 6. Макетная плата Следующая разработка японских радиолюбителей также автомобильного толка. Это устройство для подсветки номера, естественно, на белых светодиодах показано на рисунке 7.  Рисунок 7. Схема устройства для подсветки номера на белых светодиодах В конструкции применены 6 мощных сверхъярких светодиодов с предельным током 35мА и световым потоком 4лм. Чтобы повысить надежность светодиодов, ток через них ограничен на уровне 27мА с помощью микросхемы стабилизатора напряжения, включенного по схеме стабилизатора тока. Светодиоды EL1…EL3, резистор R1 вместе с микросхемой DA1 образуют стабилизатор тока. Стабильный ток через резистор R1, поддерживает на нем падение напряжения 1,25В. Вторая группа светодиодов подключена к стабилизатору через точно такой же резистор R2, поэтому ток через группу светодиодов EL4…EL6 также будет стабилизирован на том же уровне. На рисунке 8 показана схема преобразователя для питания белого светодиода от одного гальванического элемента с напряжением 1,5В, что явно недостаточно для зажигания светодиода. Схема преобразователя очень проста и управляется микроконтроллером. По сути дела микроконтроллер представляет собой обычный мультивибратор с частотой импульсов около 40КГц. Для повышения нагрузочной способности выводы микроконтроллера соединены попарно в параллель.  Рисунок 8. Схема преобразователя для питания белого светодиода Работает схема следующим образом. Когда на выводах PB1, PB2 низкий уровень, на выходах PB0, PB4 высокий. В это время конденсаторы C1, C2 через диоды VD1,VD2 заряжаются примерно до 1,4В. Когда состояние выходов контроллера меняется на противоположное, то к светодиоду будет приложена сумма напряжений двух заряженных конденсаторов плюс напряжение батареи питания. Таким образом к светодиоду в прямом направлении будет приложено почти 4,5В, что вполне достаточно для зажигания светодиода. Подобный преобразователь можно собрать и без микроконтроллера, просто на логической микросхеме. Такая схема показана на рисунке 9.  Рисунок 9. На элементе DD1.1 собран генератор прямоугольных колебаний, частота которого определяется номиналами R1,C1. Именно с этой частотой будет вспыхивать светодиод. Когда на выходе элемента DD1.1 высокий уровень на выходе DD1.2 естественно высокий. В это время конденсатор C2 заряжается через диод VD1 от источника питания. Путь заряда следующий: плюс источника питания - DD1.1 – С2 - VD1 - DD1.2 – минус источника питания. В это время к белому светодиоду приложено только напряжение батареи, которого недостаточно для зажигания светодиода. Когда на выходе элемента DD1.1 уровень становится низким, на выходе DD1.2 появляется высокий уровень, что приводит к запиранию диода VD1. Поэтому напряжение на конденсаторе С2 суммируется с напряжением батареи и эта сумма прикладывается к резистору R1 и светодиоду HL1. Этой суммы напряжений вполне достаточно для включения светодиода HL1. Далее цикл повторяется. Как проверить светодиод Если светодиод новый, то тут все просто: тот вывод, который чуть длиннее является плюсовым или анодом. Именно его и надо включать к плюсу источника питания, естественно не забывая про ограничительный резистор. Но в некоторых случаях, например, светодиод был выпаян из старой платы и выводы у него одинаковой длины, требуется прозвонка. Мультиметры в такой ситуации ведут себя несколько непонятно. Например, мультиметр DT838 в режиме проверки полупроводников может просто незначительно подсветить проверяемый светодиод, но при этом на индикаторе показывается обрыв. Поэтому в ряде случаев лучше проверять светодиоды, подсоединяя их через ограничительный резистор к источнику питания, как показано на рисунке 10. Номинал резистора 200...500Ом.  Рисунок 10. Схема проверки светодиода Последовательное включение светодиодов  Рисунок 11. Последовательное включение светодиодов Рассчитать сопротивление ограничительного резистора несложно. Для этого надо сложить прямое напряжение на всех светодиодах, вычесть его из напряжения источника питания, а полученный остаток разделить на заданный ток. R = (U – (U_HL_1 + U_HL_2 + U_HL_3)) / I Предположим, что напряжение источника питания 12В, а падение напряжения на светодиодах 2В, 2,5В и 1,8В. Даже если светодиоды взяты из одной коробочки все равно может быть вот такой разброс! По условию задачи задан ток 20мА. Осталось подставить все значения в формулу и поучить ответ. R = (12– (2 + 2,5 + 1,8)) / 0,02 = 285Ω Параллельное включение светодиодов
На левом фрагменте все три светодиода подключены через один токоограничивающий резистор. Но почему эта схема перечеркнута, в чем ее недостатки? Здесь сказывается разброс параметров светодиодов. Наибольший ток пойдет через тот светодиод, у которого падение напряжения меньше, то есть меньше и внутреннее сопротивление. Поэтому при таком включении никак не удастся добиться равномерного свечения светодиодов. Поэтому правильной схемой следует признать схему, показанную на рисунке 12 справа. Борис Аладышкин, electrik.info Возможно, Вам это будет интересно:meandr.org Применение светодиодов в электронных схемахСветодиод – один из самых распространенных компонентов, встречающихся в современной технике. Светодиоды применяются для индикации состояния работы приборов, а также для подсветки или в качестве фонарей. По диапазону излучения выделяют светодиоды видимого диапазона (красные, желтые, зеленые, белые) и светодиоды инфракрасного или ультрафиолетового излучения (пульты дистанционного управления).Светодиоды по своей структуре относятся к полупроводниковым приборам, таким диод или тиристор. Поэтому развитие светодиодов неразрывно связано с развитием полупроводников. Светодиод обладает односторонней проводимостью, благодаря одному p-n переходу. В начале 20 века советский ученый Олег Владимирович Лосев обратил внимание на свечение кристаллов полупроводников, возникающее при включении полупроводника в прямом направлении. В то время свечение было едва заметно, однако именно это свойство полупроводников и легло в основу развития светодиодной техники.  Рисунок 1 Современные светодиоды позволяют выбрать любую гамму излучения за счет применения легирующих примесей в p-n переход. Например, фосфор позволяет получить красный оттенок, алюминий – желтый, галлий – зеленый или голубой. Еще один способ изменения цвета свечения светодиода – введение люминофора, позволяющего давать видимый свет при воздействии на него другого излучения. Для светодиодов добавление люминофора в кристалл голубого свечения получается белый цвет. Применение фокусирующей линзы позволяет увеличить интенсивность излучения. Развитие технологий позволило создать двухцветный светодиод. Двухцветные светодиоды могут выпускаться с тремя (рисунок 2) или двумя выводами. Для последних изменение свечения происходит при изменении направления тока.  Рисунок 2 Стоит отметить, что при подключении светодиодов в любую цепь последовательно с ним необходимо подключать балластное сопротивление. Большинство современных светодиодов выпускаются со встроенным токоограничивающим сопротивлением. Как известно, работа светодиода зависит от величины тока, т. е. светодиод можно подключить даже к сети с напряжением в 220В, но с ограничителем тока в цепи. Прямое напряжение для большинства светодиодов превышает 2В, поэтому одной батарейки с напряжением в 1,5В не всегда будет достаточно для работы светодиода. Стандартный ряд напряжений начинается с 3В, а наиболее часто используются светодиоды на напряжение 12В. Еще одна важная характеристика светодиодов – величина обратного напряжения. Обычно обратное напряжение не превышает 100В, поэтому для защиты светодиодов применяют схемы встречно-параллельного выключения (рисунок 3).  Рисунок 3 Рассмотрим несколько устройств, в которых используются светодиоды. Большинство из них строятся на базе микроконтроллеров, дабы упростить схему и сократить количество элементов на плате. Первое устройство представляет собой блок управления двухцветным светодиодом с тремя выводами (рисунок 4). Принцип работы схемы следующий: при одинаковых потенциалах на входах IN1 и IN2 на выводах OUT1 и OUT2 потенциалы также одинаковы и светодиоды погашены. При наличии сигнала высокого уровня на одном из входов загорается один из светодиодов HL1 или HL2. Регулировка яркости свечения светодиода осуществляется напряжением на входе Vref.  Рисунок 4 Расчет и выбор балластного сопротивления R2 основывается на законе Ома. Исходные данные для расчета: напряжение питания 12В, прямой ток светодиода 10мА, падение напряжения на светодиоде 2В. Тогда сопротивление R2 можно рассчитать по формуле: [size=16] R2 = (Uпит-U) / I = (12 - 2) / 0,010 = 1000(Ω) или 1КОм Трехцветные светодиоды (RGB-светодиоды) RGB-светодиоды, в первую очередь, предназначены для создания декоративной подсветки. RGB-светодиод имеет четыре вывода, а для управления его работой применяют специальные контроллеры. На базе RGB-светодиодов строятся светодиодные ленты. Трехцветные светодиоды позволяют создавать практически любой оттенок. Ниже приведена схема подключения трехцветного светодиода (Рисунок 5).  Рисунок 5 В основе RGB-светодиода лежат три излучателя. Сопротивления в схеме подобраны таким образом, чтобы свет светодиода был белым. Устройство, собранное по приведенной схеме (рисунок 6) применяется для подсветки в автомобиле.  Рисунок 6 Еще один вариант использования светодиодов в автомобиле – это схема подсветки номера (рисунок 7).  Рисунок 7 В схеме применяются шесть светодиодов с максимальным током 35 мА (ток ограничен на уровне 27мА стабилизатором тока DA1) и световым потоком в 4 лм. Как отмечалось ранее, для питания светодиодов не достаточно одной батарейки с напряжением 1,5В. Однако существует схема преобразователя для питания белого светодиода от одной батарейки (рисунок 8). Принцип работы схемы: при низком уровне сигналов на выводах микроконтроллера РВ1 и РВ2, высоком уровне на выводах РВ0 и РВ4 происходит зарядка конденсаторов С1 и С2 до напряжения 1,4В. При изменении сигналов микроконтроллера к светодиоду прикладывается напряжение от двух заряженных конденсаторов и батарейки, что в сумме дает около 4,5В. Частота зажигания светодиода определяется частотой выходных сигналов микроконтроллера.  Рисунок 8 Аналогичную схему можно собрать на базе логических микросхем (рисунок 9).  Рисунок 9 Светодиоды достаточно надежные элементы, поэтому зачастую их используют в нескольких схемах, просто выпаивая элемент из уже ненужной платы. Однако при этом необходимо определить полярность светодиода для дальнейшего его использования. Прозвонка светодиодов мультиметром не всегда дает однозначный вывод о работоспособности диода, поэтому лучшим вариантом для проверки светодиодов является их проверка через подключение к источнику питания. Проверку любого светодиода следует выполнять через ограничивающий резистор номиналом от 200 до 500 Ом (рисунок 10) и выходным напряжением источника питания не менее 4,5В.  Рисунок 10 Еще один момент, на который необходимо обратить внимание при использовании светодиодов - это правильное подключение нескольких светодиодов в одну цепь (рисунок 11).  Рисунок 11 Стоит отметить, что двух одинаковых светодиодов не бывает. Поэтому имеется определенный разброс параметров светодиодов, особенно это сказывается на схемах параллельного включения светодиодов. При параллельном включении светодиодов необходимо подбирать балластное сопротивление под каждый светодиод в отдельности, так как небольшое отклонение в падении напряжения на элементе не позволит добиться одинаковой яркости свечения для всех светодиодов. Практика применения светодиодов: Самодельный светильник из светодиодной ленты Светодиодные деревья - новый вид праздничной светотехники Делаем светодиодную подсветку салона автомобиля Статьи по теме: Как подключить светодиодную ленту Питание светодиодных лент Блоки питания для светодиодных лент ukrelektrik.com Изменение цвета свечения двухцветного светодиода, мультивибратором.Мультивибратор, на транзисторах КТ315А, рассмотренный ранее выдает импульсы напряжения, почти прямоугольной формы, с коллекторов транзисторов, причём если в какой то момент времени на коллекторе одного из транзисторов будет импульс то на коллекторе другого будет пауза и наоборот. Длительность импульсов и длительность пауз можно менять, причём длительность импульса на коллекторе одного из транзисторов будет равной длительности паузы на коллекторе другого транзистора. Эти свойства мультивибратора можно использовать для изменения цвета свечения светодиода с общим катодом, с плавным переходом от одного цвета к другому:Рисунок 1 - Схема с регулировкой цвета свечения светодиода. VD1 - двухцветный светодиод. VD1 это, на самом деле, два светодиода с общим катодом, один из них излучает красный цвет, другой - зелёный. Выглядеть он может так:  Этот светодиод был вынут из телевизора, маркировки на нем не видно, но тип светодиода можно определить экспериментально. Из схемы на рисунке 1 видно что мультивибратор подает импульсы поочерёдно то на один анод светодиода то на другой, т.е. светодиод мигает зелёным и красным цветами, но если частота импульсов достаточно велика то человеческий глаз не сможет "уловить" это мигание и воспримет это как цвет полученный из смеси красного и зелёного. Если длительность горения зелёного намного больше длительности горения красного то будет виден зелёный, если длительность горения красного намного больше длительности горения зелёного то будет виден красный, если длительности примерно равны то будет виден жёлтый. Резистор R5 (см. рисунок 1) служит для ограничения тока светодиода (резисторов R1 и и R4 может быть не достаточно). Если снизить частоту следования импульсов генерируемых мультивибратором (например увеличив ёмкости конденсаторов) то можно будет наблюдать поочерёдное горение красного и зелёного цветов. Примерную частоту можно определить пользуясь программой приведенной ранее, в статье про мультивибратор. electe.blogspot.com Двухцветные светодиоды. Как правильно подключать управлятьКак-то раз попросили меня сделать светильник, который бы мог менять цвета, ибо одноцветный может довольно быстро приесться: короче, что-то типа ночника. Конечно, способ подсветки, который описан в данной статье, хорошо подходит и для внутреннего освещения компа, посему данная статья может быть интересна как с точки зрения дизайнерской мысли, так и для любителей моддинга. Делать обычный трехцветный светильник на тумблерах и трех светодиодах как-то не хотелось, ведь гораздо интереснее, когда количество цветов не ограничивается количеством светодиодов. Необходимые материалы:
Инструменты :
Итак, приступим. Для начала рассмотрим трехцветный светодиод. У него имеется 4 вывода: общий (+) и 3 ножки, отвечающие за цвет. Подключая минус к одной из ножек, светодиод будет светиться либо синим, либо зеленым, либо красным цветом. Выглядит он так: Если присмотреться, можно увидеть, что одна из ножек внутри корпуса светодиода имеет Т-образную форму - это и есть общий (+). На фотографии ножки слева направо: красный (-), общий (+), синий (-), зеленый (-). Если Вы не нашли в продаже трехцветного светодиода, то можно заменить его тремя одноцветными, спаяв их плюсовые ножки воедино. По-сути нужного цвета светильника можно добиться, изменяя яркость каждого из трех цветов светодиода, которые будут светить одновременно из-под одного плафона и, сливаясь в один цвет, будут давать тот, который нам нужен. Регулировку яркости будут выполнять переменные резисторы, каждый из которых будет последовательно соединен с ножками цветности светодиода. Переменный резистор имеет 3 вывода: Центральная ножка - общий вывод. Вращая ручку по часовой стрелке, сопротивление между первой ножкой и второй (центральная ножка) будет увеличиваться, а между второй и третьей - уменьшаться. Удобней всего задействовать вторую и третью ножку - так вращая ручку по часовой стрелке, будет увеличиваться яркость того цвета, к ножке которого будет подведен данный резистор. Так как блок управления цветом я решил сделать выносной, пришлось купить корпус для радиоустройств. Размер его должен быть таким, дабы хватало, чтоб разместить 3 переменных резистора. Например, диаметр круглой части у моих резисторов был 15 мм, соответственно был выбран корпус небольшого размера. Маломощные резисторы имеют небольшие размеры, как раз таких и будет достаточно. Корпус представляет собой пластиковую коробку с крышкой, которая крепится на саморезы: Для начала надо выбрать место расположения ручек и определиться, с какой стороны будет заходить провод в блок управления цветом, и с какой стороны выходить. Затем делаем разметку центров отверстий (сделать это очень удобно шилом). Перед тем как сверлить нужно накернить разметку. Сделать это можно сверлом диаметром 3 мм, пару раз прокрутив его вручную. Теперь сверлим отверстия под провод дрелью на небольших оборотах. Если же сверлить на больших - пластик поплавится и его придется убирать. Размер отверстия естественно будет зависеть от диаметра проводов. Перед тем, как сверлить отверстия под регулировочные ручки, определяемся со способом монтажа переменных резисторов. Один из способов - это выполнить монтаж на печатной плате и затем скобами ее закрепить к внутренним стенкам корпуса. В этом случае ручки углубляют в корпус, соответственно отверстия делаются под них. Ручки, которые я использовал, выглядят так: Если же делать навесной монтаж, то можно просто просверлить отверстия в корпусе под крепление переменных резисторов, что собственно я и сделал. Мне, например, просто удобней, если ручка полностью открыта. Когда все отверстия просверлены - убираем заусенции надфилями. По поводу источника питания - тут можно взять, например регулируемый блок питания от 1,5 до 12 В с шагом 1,5 elects.ru Двухцветный светодиод с двумя выводами схема подключения. Применение светодиодов в электронных схемахСамо название - двухцветный светодиод основано на том, что чип способен светиться двумя цветами. Ярким примером такого типа диодов - зарядка мобильного телефона, зарядка аккумуляторных батарей, где индикатор во время зарядки светится красным цветом, по мере наполнения зарядом аккумулятора цвет меняется на зеленый. Двухцветные светодиоды подразделяются на несколько типов. Наиболее распространенные - трехвыводные светодиоды. В одном корпусе интегрированы два светодиода зеленого и красного свечения. Двухцветный светодиод с двумя выводамиДвухцветные светодиоды имеют два вывода. Изменение цвета происходит в зависимости от того, в какую сторону течет ток. схема управления двухцветными светодиодами представлена ниже. Правильное соединение двухцветного светодиода Диоды соединены параллельно.При протекании тока в одном направлении второй диод запирается и не светится. В случае обратного протекания тока свечение происходит наоборот. При использовании ШИМ контроллера можно зажигать сразу оба светодиода, в результате смешения цветов получится желтый, либо несколько других оттенков. Не смотря на то, что на данной схеме мы видим всего два диода, в некоторых инструкциях его принято называть трехцветным. Такие диоды имеют три вывода. Такое деление - условное, поэтому заострять на этом внимание не следует. Схема управления двухцветным светодиодом на таймере 555остаточно простая и легкая схема управлением двухцветным светодиодом. В этом случае включается поочередно зеленый и красный цвет. Управление двухцветным LEDs на микросхеме 555 схема управления двухцветными светодиодами до 1АСхема управления двухцветными светодиодами на контроллере Схема управления двухцветными светодиодами построена на микросхеме TA7291P с двумя выходами OUT и двумя входами IN. К выходу подключаем два диода или один двухцветный мощностью не менее 1А. Если логика на входах одинакова, то потенциалы выходов равные, соответственно светодиод не горит. При разных логических уровнях на входах микросхема работает следующим образом. Если на одном из входов, например, IN1 имеется низкий логический уровень, то выход OUT1, соединяется с общим проводом. Катод светодиода HL2 через резистор R2 тоже соединяется с общим проводом. Напряжение на выходе OUT2 (при наличии на входе IN2 логической единицы) в этом случае зависит от напряжения на входе V_ref, что позволяет регулировать яркость свечения светодиода HL2. В данном случае напряжение V_ref получается из ШИМ импульсов от микроконтроллера с помощью интегрирующей цепочки R1C1, что регулирует яркость светодиода, подключенного к выходу. Микроконтроллер управляет также и входами IN1 и IN2, что позволяет получить самые разнообразные оттенки свечения и алгоритмы управления светодиодами. Сопротивление резистора R2 рассчитывается исходя из предельно допустимого тока светодиодов. Самые простые схемы подключения двухцветных светодиодовКак бы оно ни было, но знаю, что работы с микроконтроллерами многих пугают, поэтому приведу еще пару рабочих схем управления двухцветным светодиодом без каких-либо "наворотов". Первая представляет собой схему для подключения двухцветного диода с двумя выводами: Управление 2-х цветным светодиодомСледующая схема для 2х цветного светодиода на трех выводах: Схема 2х цветного LEDs с тремя пинами Наиболее полная, но для многих покажется сложноватой, информация по двухцветным светодиодам - на этом сайте Видео по работе двухцветных светодиодов, простые схемы подключенияВконтакте Как-то раз попросили меня сделать светильник, который бы мог менять цвета, ибо одноцветный может довольно быстро приесться: короче, что-то типа ночника. Конечно, способ подсветки, который описан в данной статье, хорошо подходит и для внутреннего освещения компа, посему данная статья может быть интересна как с точки зрения дизайнерской мысли, так и для любителей моддинга. Делать обычный трехцветный светильник на тумблерах и трех светодиодах как-то не хотелось, ведь гораздо интереснее, когда количество цветов не ограничивается количеством светодиодов. Необходимые материалы:
Инструменты :
Итак, приступим. Для начала рассмотрим трехцветный светодиод. У него имеется 4 вывода: общий (+) и 3 ножки, отвечающие за цвет. Подключая минус к одной из ножек, светодиод будет светиться либо синим, либо зеленым, либо красным цветом. Выглядит он так: Если присмотреться, можно увидеть, что одна из ножек внутри корпуса светодиода имеет Т-образную форму - это и есть общий (+). На фотографии ножки слева направо: кра electricianf.ru Сетевой индикатор включения на двухцветном светодиодеПредлагаемое простое устройство, собранное из доступных деталей по схеме на рис. 1 предназначено для работы в цепи переменного тока напряжением 220В.
Оно позволяет отображать три различных состояния: 1 — когда шнур аппарата вставлен в розетку с питающим напряжением 220 В, но аппарат выключен — двухкристальный светодиод светит слабым красным цветом; 2 — когда аппарат включен (контакты SA1 замкнуты), т. е. аппарат работает, светодиод светится зеленым цветом; 3 — когда в цепи питания аппарата перегорает защитный предохранитель FU1 — светодиод HL1 светит ярким красным цветом. Подключаемая нагрузка может быть любого типа, например, сетевой адаптер, зарядное устройство, электроплитка, пылесос, лабораторный блок питания. Устройство может быть встроено в конструкции, не имеющие собственных элементов индикации, или для модернизации их старых узлов индикации, выполненных по очень простым схемам.Разберем первую ситуацию — когда сетевой шнур вставлен в штепсельную розетку, но аппарат выключен (контакты SA1 разомкнуты). Слабое, не утомляющее зрение, но заметное красноватое свечение светодиода вовремя напомнит о том, что на устройство подается напряжение питания — при прикосновении к токоведущим частям вы можете ощутить опасные для здоровья сетевые 220 В. Сигнализация предотвратит вмешательство в конструкцию, не отключив ее полностью от сети. Многие серьезные промышленные производители бытовой техники рекомендуют при длительных перерывах в работе их изделий, все же выдергивать вилку сетевого шнура из розетки, а не полагаться только на встроенный сетевой выключатель. Особенно это актуально во время грозы.При работе в вышеописанном режиме светодиод получает питание по цепи R1, VD1, потребляемая индикатором мощность (большая часть которой рассеивается на резисторе R1) будет около 70 мВт.При замыкании котамов SA1 на аппарат подается напряжение питания переменного тока 220 В. По цепи VD3, R6 получает питание «зеленый» кристалл HL1. открывается транзистор VT2, который шунтирует «красный» кристалл HL1 светодиод светит достаточно ярким зеленым цветом.Потребляемая узлом индикации от сети не превышает 0,6 Вт (к теплоте, рассеиваемой R1, добавляется тепловая энергия, рассеиваемая токоограничительным резистором R6). При замыкании контактов SA1 светодиод будет светить зеленым цветом и при отключенной нагрузке. При аварийном перегорании плавкого предохранителя FU1 открывается высоковольтный p-n-р транзистор VT1. Светодиод HL1 загорается ярким красным цветом. Если при этом нагрузка окажется неподключенной, то будет заметно слабое подсвечивание «зеленого» кристалла HL1. Рассеиваемая мощность на R2 при напряжении питания 220 В не превысит 0,7 Вт.При аварии в сети электроснабжения входное напряжение питания около 380 В (собственно, при этом как раз и обязан перегореть FU1), рассеиваемая R2 мощность не превысит 2 Вт, что хоть и приведет к его сильному разогреву, но не способно вызвать его возгорание. Учитывая возможную круглосуточную эксплуатацию этого узла, решено было отказаться от использования гасящих избыток тока пленочных конденсаторов, которые должны бы были быть высоконадежными и с большим запасом по напряжению. Применение токоограничительных резисторов с большим запасом по мощности надежнее, учитывая, что в нормальном режиме это устройство потребляет от сети мощность не более 0,6 Вт.В устройстве, собранном в соответствии со схемой на рис. 1, можно использовав иосюинные резисторы С1-4. С2-23, С2-33, МЛТ соответствующей мощности. На месте R2, R6 желательно использовать невозгораемые отечественные резисторы типа Р1-7 (корпус окрашен краской серого цвета) или специальные импортные разрывные. Эти же резисторы желательно устанавливать на высоте 15..20 мм от основания печатной платы. Выпрямительные диоды можно использовать любые кремниевые, допускающие обратное напряжение не менее 600 В. например. КД243Д, Е, Ж. КД247Г, Д, КД105В, Г, 1N4006, RL106.Дешевый и распространенный высоковольтный транзистор VT1 можно заменить на КТ9178А, КТ851Б. КТ505А, MPSA-92, BF493, 2SA1625 М, L, К. Транзистор VT2 заменяется любым из серий КТ3102, КТ312, КТ645, КТ503, SS9014, 2SC2001, 2SC900. Учитывая небольшие токи, протекающие через кристаллы HL1, светодиод желательно взять с повышенной светоотдачей. Автор применил импортный двухкристальный светодиод фирмы "Kingbright" в прозрачном корпусе диаметром 5 мм. Его яркость -150 мКд как «красного» (GaAsH/GaP), так и «зеленого» (GaP) кристаллов.Вместо него можно использовать аналогичные двуханодные светодиоды, например, L59SRCG/CC, L59SURK-MGKW, L59EGW. L799SURKMGKW, L119SRGWT/CC, L93WEGC. Упомянутые светодиоды имеют хорошую яркость свечения, но конструкция и тип корпусов светодиодов разных серий различна.На печатной плате этого устройства предусмотрено место под установку плавкого предохранителя FU1. Если дорабатываемая конструкция имеет «свой» аналогичный предохранитель, то выводы его обоймы следует соединить с печатной платой двумя гибкими проводами достаточного сечения. Если штатный выключатель аппарата, обозначенный на схеме как SA1, сдвоенный (как чаще всегo и бывает), то вторая группа его контактов должна включаться в схему «правее» точки «А», что не представляет каких-либо трудностей.
Устройство может быть смонтировано на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 70x40 мм. Светодиод можно установить как на самой печатной плате, так и в любом удобном месте изделия, например, вместо обычного одноцветного светодиода, который служил индикатором ранее.Правильно собранное устройство не требует налаживания. При проверке его работоспособности следует учитывать, что оно гальванически связано с сетью переменного тока напряжением 220 В, и соблюдать соответствующие меры осторожности. Впрочем, как раз свечение HL1 вовремя напомнит о том, что прежде чем что-то перепаивать или отвинчивать, следует выдернуть элекровилку шнура из розетки. При потребляемом нагрузкой токе более 3 А печатные дорожки питания следует «усилить» медным многожильным проводим диаметром не менее 1 мм.
Радио 2003, 12 nice.artip.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Цветовая гамма светодиодов очень широка, практически все цвета радуги. Но цвет получается вовсе не изменением цвета корпуса светодиода. Это достигается тем, что в p-n переход добавляются легирующие примеси. Например, введение незначительного количества фосфора или алюминия позволяет получить цвета красного и желтого оттенков, а галлий и индий излучают свет от зеленого до голубого цвета. Корпус светодиода может быть прозрачным или матовым, если корпус цветной, то это просто светофильтр соответствующий цвету свечения p-n перехода.
Рисунок 12. Параллельное включение светодиодов
Схема сетевого индикатора с использованием двухцветных светодиодов
печатная плата
