LED'ler Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Işık Yayan Diyot, içinden akım geçtiğinde ışık yayan elektronik bir cihazdır. LED'ler küçük, son derece verimli, parlak, ucuz, elektronik bileşenlerdir. İnsanlar, LED'lerin yalnızca yaygın ışık yayan bileşenler olduğunu düşünüyor ve LED'lerin İlginç Gerçeklerini ve Özelliklerini gözden kaçırma eğiliminde. Bu talimatta size Çalışma, Akım ve Güç Dereceleri, Yapılar, Tipler, LED'ler için Direnç Hesaplayıcı, Kullanımlar, Test ve Basit bir LED devresini içeren 'LED'ler Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey'i öğreteceğim.

İşte 'LED Direnç Hesaplayıcı' ücretsiz android uygulamasına bir Bağlantı: LED Direnç Hesaplayıcı. Bu uygulama, bir LED için gereken uygun direnç değerini hesaplamanıza yardımcı olur.

LED'in Tarihçesi

Kaptan Henry Joseph Round, radyonun ilk öncülerinden biriydi ve 117 patent aldı. Bir diyottan elektrolüminesans gözlemini bildiren ilk kişiydi ve ışık yayan diyotun keşfine yol açtı. Vladimirovich Losev, carborundum nokta-temas kavşaklarından ışık yayılımını gözlemledi. Bir radyo teknisyeni olarak çalışırken, radyo alıcılarında kullanılan kristal diyotların, içinden akım geçtiğinde ışık yaydığını fark etti. 1927'de Losev, bir Rus dergisinde ışık yayan diyotlarla ilgili çalışmaları hakkında ayrıntılar yayınladı. Birkaç yıl sonra Nick Holonyak, Jr. 1962'de Syracuse, New York'ta bir General Electric Company laboratuvarında danışman bilim adamı olarak çalışırken ilk görünür spektrumlu (kırmızı) LED'i icat etti.

Parça listesi:

• Çeşitli Renkli LED'ler - AliExpress
• RGB LED'ler - AliExpress
• IR LED'ler - AliExpress

Adım 1: Kompozisyon ve Çalışma

GÖRÜNTÜ:

1. Bir LED'i hayal etmek.
2. LED'in Elektodlarının üstten görünümü. (daha büyük- katot, daha küçük- anot).
3. Anot ve LED Katotunun Yakın Çekimi. (LED ikiye bölünmüş).
4. LED'in anot ve katodu plastik kabuktan çıkarıldı.

Kompozisyon

En yaygın LED'ler Galyum (Ga), Arsenik (As) ve Fosfordan (P) oluşur. Modern LED'ler yalnızca GaAsP türleri değildir - diğer yarı iletken demetleri bol miktarda bulunur! Bu Yarı İletkenler ayrıca çeşitli diğer Elektronik bileşenlerde de kullanılır.

Çalışma

LED, Işık yayan bir P-N Bağlantı diyotudur. Bir LED ileriye doğru önyargıda olduğunda, normal bir diyot tarafından üretilen ısı yerine ışık yayar. P-N bağlantısı ileri önyargıda olduğunda, bir LED durumunda bazı delikler N-Bölgesindeki elektronlarla birleşir ve N'den gelen elektronların bir kısmı P-bölgesindeki delikle birleşir. Her rekombinasyon ışık ya da Foton yayar.

LED'lerin bir polaritesi vardır ve bu nedenle Ters önyargıda bağlanırlarsa çalışmazlar. Yaygın LED'in polaritesini kontrol etmenin en kolay yolu, LED'i gözünüze yakın tutmaktır. İki elektrot olduğunu göreceksiniz. Daha kalın olanı Katottur(-). Katottan ışık yayılır. Daha ince elektrot Anot(+)'dır.[Bu polariteyi kontrol etme yöntemi, tersinin doğru olduğu yüksek verimli LED'ler vb. gibi bazı LED'ler için çalışmasa da]. Genellikle LED'ler, Katot ve Anot uçlarının uzunlukları farklı olacak şekilde üretilir. Bu nedenle LED'ler, Anot(+) ucu ile Katot(-) ucuna göre daha uzun üretilir. Bu aynı zamanda polariteyi belirlemeyi de kolaylaştırır. Not: Bazı üreticiler her iki elektrot ucunu da aynı uzunlukta tutar. Polariteyi TEST etmek için bir Multimetre kullanmanız gerekecektir.

Adım 2: Akım ve Güç Derecelendirmeleri, Haitz Yasası

GÖRÜNTÜ: LED Sembolü

Ortak IR LED'ler ~1.5V'a kadar çalışabilir, ancak ortak Kırmızı LED'lerin ~1.8V ihtiyacı, Ortak Yeşil LED'lerin ~2V ihtiyacı ve ortak mavi ve beyaz LED'lerin (tabii ki fosfor kaplamalı mavi olan) iyi bir 3V'a ihtiyacı vardır.

LED'lerin "voltaj derecesi" yoktur; akıma dayalıdırlar. Parlaklık, akımla kabaca orantılıdır ve voltajla doğru orantılı değildir. Herhangi bir akımda, ileri bir gerilime sahip olacaklardır, ancak bu, kontrol edilmesi gereken ana faktör olan akıma ikincildir.

Mevcut Derecelendirmeler

LED'lerin mevcut derecelendirmeleri de Voltaj Derecelendirmelerine benzer. LED'ler genellikle standart bir akım derecesine sahiptir. Çoğu LED yaklaşık 5-25 mA gerektirir. Bir LED'in ihtiyaç duyduğu akım bazen LED'in Rengine bağlıdır. Fazla akım verirseniz LED yanacak ve hasar görecektir. Öte yandan, çok düşük akım sağlarsanız, LED maksimum çıkışını üretmeyecektir. Modern ultra parlak kırmızı/yeşil LED'ler, 1mA kadar düşük bir değerde kabul edilebilir çıkış (durum kullanımı vb. için) verebilir

Güç Dereceleri

Bir LED'ler, Tiplerine, Yapılarına ve Akım Derecelerine vb. bağlı olarak çeşitli güç derecelerine sahip olabilir. LED'ler ayrıca 'Yüksek Güçlü LED' paketlerinde gelir. LED'ler, CFL'ler ve Akkor Ampuller gibi geleneksel ampullerden daha az verimsizdir.

Haitz Yasası

Her on yılda bir, belirli bir ışık dalga boyu (renk) için lümen başına maliyetin (yayılan yararlı ışık birimi) 10 kat düştüğünü ve LED paketi başına üretilen ışık miktarının 20 kat arttığını belirtir. Belirli bir entegre devredeki transistör sayısının her 18 ila 24 ayda bir ikiye katlandığını belirten Moore yasasının LED karşılığı olarak kabul edilir. Her iki yasa da yarı iletken cihazların üretiminin süreç optimizasyonuna dayanır.

3. Adım: Oluşturun

GÖRÜNTÜ:

1. Temel LED.
2. Kubbe LED'i.
3. SMD LED (Büyük).
4. SMD LED'i (Küçük).
5. 7 Segment Göstergede kullanılan Gösterge LED'i.

LED'ler çeşitli şekil ve boyutlarda üretilmektedir. Plastik merceğin rengi genellikle yayılan ışığın gerçek rengiyle aynıdır, ancak her zaman değil. Örneğin, mor plastik genellikle kızılötesi LED'ler için kullanılır ve çoğu mavi cihaz renksiz muhafazalara sahiptir. Aydınlatma ve arkadan aydınlatma için kullanılanlar gibi modern yüksek güçlü LED'ler genellikle yüzeye monte cihaz (SMD) paketlerinde bulunur. Bazı LED'lerde dağınık plastik lensler bulunur.

Temel LED

Temel LED, en yaygın kullanılan LED'lerden biridir. Popülaritesi nedeniyle diğer LED'lere göre nispeten daha ucuzdur. Çok basit görünüyor ve tasarım çok basit.

Kubbe LED'i

Bu, bir 'Kubbe' gibi şekillendirilmiş bir LED türüdür. Bu şekil, ışığın iletildiği alanı çok artıracak şekilde tasarlanmıştır. Başka bir deyişle, LED'den gelen Işığın Yayılma Açısı (Çevresi), Temel LED'den daha büyüktür. Bu genellikle ışık yayıcıyı kubbeden ne kadar uzağa yerleştirdikleriyle kontrol edilir. Spesifikasyon sayfaları neredeyse her zaman size bir "yarım güç açısı" (parlaklığın sadece yarısını gördüğünüz eksen dışı açı) verir. Çok daha geniş bir emisyon açısı istiyorsanız, kubbeyi bir dremel aletiyle kesebilirsiniz. Eğer umursuyorsanız, daha sonra ucu eğeleyebilir veya cilalayabilirsiniz, ancak bu gerekli değildir. Emisyon cihazına ne kadar yakın keserseniz, o kadar geniş açı elde edersiniz. Ancak çok yakın kesmemeye dikkat edin çünkü orada genellikle gözle görülemeyen küçük bir tel vardır. Bu tip LED, temel bir ledden biraz daha pahalı olmasına rağmen.

SMD LED'i

Bu tip LED genellikle boyut olarak çok küçüktür. SMD, Yüzeye Monte Edilen Cihaz anlamına gelir. Ve adından da anlaşılacağı gibi, bu LED, geleneksel 'delikli' bileşenlerin aksine PCB'nin yüzeyine lehimlenmiştir. Bu LED'ler genellikle Makineler tarafından lehimlenir (Hassas Lehimleme Robotları) ve elle lehimlenmesi son derece zordur (SMD LED'leri Elle Lehimlemek imkansız olmasa da). SMD LED'leri elle lehimlemek için sadece ince uçlu bir havyaya, biraz ince lehime, parlak bir ışığa ve muhtemelen bir büyüteç ve bazı iyi ve hassas lehimleme becerilerine ihtiyacınız var.

Ekran LED'i

Bu tip LED, şekli düz olduğu için esas olarak ekranlarda kullanılır.

4. Adım: Türler

GÖRÜNTÜ:

1. Kubbe LED'leri.
2. IR LED'ler.
3. 7 Segment Gösterge LED'i
4. Üç renkli LED (renk değiştiren LED).

Renkli LED

Renkli & Beyaz LED'ler çoğunlukla Göstergelerde, Lambalarda, Aydınlatma Ekipmanlarında vb. kullanılır. En yaygın kullanılan LED'lerden biridir.

Renk Değiştiren LED (Üç/Çift Renkli LED)

Bu LED tipinde LED'in yaydığı renk belirli bir süre içerisinde değişmektedir. Çeşitli renklerin geçişi arasındaki zaman gecikmesini kontrol etmek için bu LED'e küçük bir Entegre Devre (IC) yerleştirilmiştir. Üç/iki renkli LED'ler renk değiştirmezler, aslında tek bir pakette iki ayrı LED'dir (genellikle kırmızı ve yeşil). İki renk üretmek için birini veya diğerini çevirirsiniz ve her ikisini de üçüncüsü yapmak için.

Kızılötesi (IR) LED

Bu tip LED, kızılötesi ışık ışınları yayar. Bu kızılötesi ışınlar İnsan Gözü tarafından görülemez. Bu LED türü genellikle 38KHz'lik bir iletim frekansında çalışır. Tasarımcı, alıcının onu diğer IR kaynaklarından ayırt etmesi için LED'i modüle eder. LED'ler ayrıca, yalnızca yanıp sönen bir LED'i göstermek için çok düşük frekanslarda modüle edilir ve parlaklıklarını etkin bir şekilde kontrol etmek için genellikle değişen görev döngüsü ile nispeten yüksek frekanslarda modüle edilir. Ve sonra bazıları veri göndermek için çok daha yüksek frekanslarda modüle edilir (örneğin fiber optikte kullanıldığı gibi). Ağırlıklı olarak Uzaktan Kontrollü ve Küçük Menzilli İletişim cihazlarında kullanılır. Bir IR LED'i, LED'e akım uygulanırken bir Kamera altında görüntüleyerek test edebilirsiniz. Başka bir deyişle kameralar, LED'den yayılan IR ışınlarını algılayabilir. IR blok filtresi olmayan kameralar genellikle yakın IR'yi oldukça iyi görebilir (ve ucuz kameralar ve özellikle güvenlik kameraları olma eğilimindedir). Ancak bazı cep telefonu kameralarının bile IR blok filtreleri nedeniyle IR LED'leri çok iyi göremediğini belirtmek gerekir.

7 Segment Gösterge LED'i

7 segment gösterge LED'i, 8 şeklinde bağlanan 7 gösterge LED'inden oluşan bir LED'dir. Hesap makinelerinde, göstergelerde vb. kullanılır. Buna benzer bir LED de alfabeleri görüntülemek için kullanılır.

UV LED'i

UV LED'ler Ultra Violet ışık ışınları yayar. Bu ışınların Sterilizasyon, Su arıtma vb. gibi çeşitli uygulamaları vardır.

Adım 5: LED'ler için Direnç Hesaplayıcı

GÖRÜNTÜLER:

1. Çeşitli dirençler ve bir LED.
2. LED Direnç Hesaplama Uygulaması Logosu.

Bu yüzden LED'ler hakkında sorulan en yaygın soru, birlikte kullanılacak uygun dirençtir. LED'lerle birlikte bir direnç kullanılmasının nedeni, onları LED'i yakabilecek ve zarar verebilecek aşırı akımdan korumaktır. Ancak doğru LED'i seçmek o kadar basit değil. Niye ya? Çok yüksek bir direnç seçerseniz, LED maksimum ışığını yaymayacaktır. Ve düşük bir direnciniz varsa, LED'in Hasar görme ihtimali vardır.

Böylece basit bir formül icat edildi:

Direnç = (Kaynak Voltajı - LED Voltajı) / (LED Akımı / 1000)

*Unutmayın, LED Akımı miliamper(mA) cinsindendir

Bu hesaplamayı kolaylaştırmak için bu ücretsiz Android Uygulaması LED Direnç Hesaplayıcıyı kullanabilirsiniz. Özellikle bu Eğitilebilir Tablo için tasarlanmış bir uygulamadır. Bu uygulamaya diğer özellikler ve elektronikle ilgili daha fazla işlev ve hesap makinesi eklenecektir. Uygulama, BluBot Technologies tarafından geliştirilmiştir. Eğitilebilirlerine göz atabilir ve Orangeboard @Nathan Neal Dmello aracılığıyla onunla iletişime geçebilirsiniz. Ayrıca Uygulamalar, Web Siteleri, Bilgisayar Programları vb. geliştirme konusunda çeşitli projeler üstlenmektedir. Web sitesi aracılığıyla onunla iletişime geçebilirsiniz.

Adım 6: Kullanımlar

GÖRÜNTÜ:

1. Düğmeye basılmamış TV Uzaktan Kumandası.
2. Düğmeye basılmış TV uzaktan kumandası ve IR LED flaş algılandı.
3. Acil Durum El Fenerinden Dome LED Şeritleri.
4. Akıllı Telefon Kamerasının LED Flaşı.
5. Bir Dizüstü Bilgisayarın LED güç göstergeleri.

LED'ler her yerde kullanılır. Telefonunuzun flaşından, arabanızın müzik sistemine, bahçe ışıklarına, TV ekranınıza. Temel olarak uyarlanabilir yapıları ve verimlilikleri, çoğu elektronik cihazda onlara bir yer verdi.

En bilinen kullanımlarından bazıları şunlardır:

1. Aydınlatma.
2. görüntüler.
3. Göstergeler.
4. Dekoratif Işıklar ve Objeler.
5. Uzaktan kumanda.
6. Sterilizasyon.
7. Suyun Arıtılması.
8. Diş Hekimliği ve diğer Tıbbi uygulamalar.

Adım 7: Test ve Devre

GÖRÜNTÜ:

1. LED'i test etmek için kullanılan multimetre.
2. LED kullanarak basit devre.

Test yapmak

Renk, parlaklık ve polarite için klasik bir hızlı test cihazı sadece bir 3V lityum madeni para hücresidir (ör. CR2032). Elbette buna sadece düşük voltajlı LED'lere kısaca dokunun, yoksa aşırı ısınabilirler!

Bazı LED'ler, bir multimetre kullanarak ve aşağıdaki adımları izleyerek düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için test edilebilir:

1. Multimetrenin kadranını 'Süreklilik' işlevine ayarlayın.
2. Şimdi LED'in Anotunu(+) multimetrenin KIRMIZI/Pozitif/(+) probuna bağlayın ve LED'in Katodunu(-) multimetrenin SİYAH/Negatif/(-) probuna bağlayın.
3. LED çalışıyorsa, Multimetre bir 'Bip' sesi çıkarmaya başlayacaktır. Ve multimetrenin ekranında bir değer görüntülenecektir. Buna ek olarak LED yanmalıdır.

*Bir LED'i bir multimetrenin süreklilik işlevini kullanarak test etmek genellikle işe yaramaz çünkü çoğu multimetre direnç ve süreklilik testleri için yalnızca 1V'den daha düşük bir voltaj uygular. Varsa, multimetre sürekli bir bip sesi çıkarmaz; kısa bir bip sesi çıkarabilir. Birçok multimetre, diyot boyunca 2V'a kadar uygulanan bir diyot sembolü ile gösterilen bir diyot test fonksiyonuna sahiptir. Bu size birçok LED'in polaritesini güvenilir bir şekilde söyleyecektir, ancak yüksek ileri voltajlı mavi ve beyaz LED'lerin olması gerekmez.

Ayrıca bu devre yardımıyla LED'i ve diğer herhangi bir bileşeni test edebilirsiniz: - Elektronik Sensör Bileşen Test Cihazı

Devre

Bu, içinde bir LED kullanan bulabileceğiniz en temel ve çok yönlü devrelerden biridir. Başlamak için harika bir devre olmasının nedeni, diğer Elektronik bileşenlerin veya Elektronik Sensörlerin çalışmasını da kontrol edebilmesidir. Bu devreyi yapmanıza yardımcı olacak ayrıntılı bir öğreticiye de göz atabilirsiniz: Elektronik Sensör Bileşen Test Cihazı

Teknoloji Yarışmasında İkincilik

Teach It'de İkincilik Ödülü! Dremel Sponsorluğunda Yarışma